Title: Architecture d'Ordonnancement de Capteurs pour la Création d'Algorithmes Modulaires

Abstract:

Aroccam est une architecture logicielle multithread permettant d’exécuter un algorithme événementiel. Léger, simple d'utilisation et peu gourmand en temps processeur, il permet de centraliser la communication avec les différents capteurs présents dans le véhicule, et de tester facilement divers algorithmes, mono comme multicapteurs. Chaque interface de communication capteurs ainsi que chaque algorithme se présente sous la forme d'un Plugin, qui vient se greffer dynamiquement au coeur d'Aroccam. Ceci en fait une architecture très modulaire. Outre le mode de fonctionnement temps-réel, Aroccam permet également d'enregistrer et de rejouer (plus lentement, plus rapidement, ou au même rythme) les données capteurs. On notera enfin que chaque interface de communication capteurs s'occupe de dater les données avant de les transmettre à l'algorithme en cours d'exécution. Pour les algorithmes de fusion de données, un mécanisme automatisé de gestion des événements dans le temps permet de résoudre les problèmes engendrés par la non synchronisation des capteurs. Au Lasmea comme au Cemagref, Aroccam a déjà servi de plate-forme d'exécution temps-réel à de nombreux algorithmes de fusion de données, sur les thèmes de la localisation, la commande, ainsi que la détection de piéton.

Title: Applying visual servoing to autonomous vehicle guidance - Lagadic's contribution to the CityVIP project

Abstract:

In recent work, autonomous vehicle guidance is done by processing information from the vision sensors. Cameras appear as very attractive sensors, especially in urban environments, where numerous visual 'points of interest' exist, and GPS signals are likely to be masked. Our navigation framework relies on a monocular camera, and the path is represented as a series of key images. In the first part of the seminar, we present a controller, which utilizes a time-independent varying reference, determined using a vector field, derived from the previous and next key images. The results show the advantages of the varying reference, with respect to a fixed one, in the image, as well as in the 3D state space. In the second part, we improve the framework, by introducing simultaneous obstacle avoidance. Kinematic redundancy guarantees that obstacle avoidance and visual navigation are independently achieved.

Title: Tolérance aux fautes logicielles pour la planification des systèmes autonomes

Abstract :

On appelle systèmes autonomes les systèmes capables de planifier et choisir quelles actions effectuer pour atteindre des objectifs de haut niveau d'abstraction. De tels systèmes suscitent ces dernières années un intérêt croissant dans les domaines de robots d'exploration spatiale et de robots de service (guide de musée, assistance aux personnes âgées…). Mais pour permettre leur utilisation dans des applications et milieux critiques, se pose le problème de leur sûreté de fonctionnement : peut-on avoir une confiance justifiée dans le comportement de systèmes conçus pour prendre des décisions en l'absence d'interventions humaines ? Cette présentation avance une première réponse à cette question en proposant des mécanismes de tolérance aux fautes logicielles pour les systèmes autonomes, en particulier pour les planificateurs qui choisissent et ordonnent les actions à effectuer par le système. Elle propose également un environnement d'évaluation pour la tolérance aux fautes et la robustesse adapté aux systèmes autonomes à travers l'injection de fautes et la simulation.

Title: Localisation sur carte 3D à l'aide de mesures brutes GPS

Abstract:

Nous proposons, un algorithme de localisation sur une carte navigable 3D par couplage serré ne contenant pas d’étape de sélection de route explicite. En combinant une approche géométrique et topologique, un suivi de route multi-hypothèse est effectué au moyen d’un filtre particulaire Rao-Blackellisé contraint utilisant les mesures brutes GNSS de pseudo-distances et Dopplers.

Mohamed Bouai

Title: Analyse des modèles réseaux de Petri Colorés par l'accessibilité arrière

Abstract:

Les Réseaux de Petri Colorés (RdPC) sont des RdP augmentés d'une sémantiques permettant la différentiation des jetons. Les RdPC sont munis d'une grande expressivité et sont considérés comme outil de modélisation puissant, reconnu et formel. L'analyse de modèle RdPC peut s'effectuer de plusieurs manières tel que l'exploration de l'espace d'états accessibles, la simulation ou l'analyse structurelle. Dans le cadre du diagnostic et, plus généralement, de la sûreté de fonctionnement des systèmes, l'intérêt est porté sur l'analyse structurelle par accessibilité arrière. Cette analyse permet de trouver la source d'un état particulier du système (généralement, un état défaillant). La mise en œuvre de cette analyse est fait par transformation du RdPC initial en RdPC inverse par application de différentes règles structurelles. Une application de cette méthode consiste en l'analyse d'un système de freinage d'un tramway. Les Réseaux de Petri Colorés (RdPC) sont des RdP augmentés d'une sémantiques permettant la différentiation des jetons. Les RdPC sont munis d'une grande expressivité et sont considérés comme outil de modélisation puissant, reconnu et formel. L'analyse de modèle RdPC peut s'effectuer de plusieurs manières tel que l'exploration de l'espace d'états accessibles, la simulation ou l'analyse structurelle. Dans le cadre du diagnostic et, plus généralement, de la sûreté de fonctionnement des systèmes, l'intérêt est porté sur l'analyse structurelle par accessibilité arrière. Cette analyse permet de trouver la source d'un état particulier du système (généralement, un état défaillant). La mise en œuvre de cette analyse est fait par transformation du RdPC initial en RdPC inverse par application de différentes règles structurelles. Une application de cette méthode consiste en l'analyse d'un système de freinage d'un tramway.

Laura Muñoz

Title: Stabilisation et commande d'un UAV en présence de vent

Abstract:

Le travail de thèse est composé d’une partie théorique et d’une partie pratique. La première concerne la modélisation et la synthèse des lois de commande non linéaire sous-optimale robuste pour stabiliser les robots aériens en présence de rafales de vent. La deuxième partie consiste à concevoir et développer une plate-forme expérimentale pour valider les lois de commande proposées. Une première loi de commande est proposée et validée pour stabiliser un chariot en présence de bruit. Des simulations ont été effectuées et les résultats obtenus sont satisfaisants.

Title: An Experiment of a 3D Real-Time Robust Visual Odometry for Intelligent Vehicles

Abstract:

Vision systems are nowadays very promising for many on-board vehicles perception functionalities, like obstacles detection/recognition and ego-localization. In the talk, we present a 3D visual odometric method that uses a stereo-vision system to estimate the 3D ego-motion of a vehicle in outdoor road conditions. In order to run in real-time, the studied technique is sparse meaning that it makes use of feature points that are tracked during several frames. A robust scheme is also employed to reject outliers that are detected on moving objects of the environment. Moreover, efforts have been spent on the real time implementation of the method. In this talk, we describe the key stages of the method: features extraction and tracking, quadrifocal constraints, optimization solver and robustification. Real experiments are reported to compare the performance of this approach with GPS data and 2D-wheel-based odometry.

Title: Commande et observation d’un véhicule automobile pour le diagnostic de rupture d'un itinéraire

Abstract:

La conduite en toute sécurité peut être obtenue par une meilleure compréhension du risque et des situations critiques. En effet, elle peut être atteinte par la connaissance du comportement dynamique du véhicule et de la géométrie de la route. Cette présentation propose l'étude du problème de diagnostic de rupture d'un itinéraire. En d’autre terme, réaliser par simulation une extrapolation des comportements observés, dans une situation de conduite maîtrisée, vers une perte de contrôle en utilisant une commande robuste et un observateur. Pour ce faire, deux points sont traités :

• le premier concerne la reconstruction du dévers de la route avec un observateur par mode glissant à entrée inconnue. Ce paramètre, non mesurable par des capteurs à faible coût, joue un rôle important dans la dynamique latéral du véhicule. D'où l'importance de mettre en oeuvre un observateur (ou capteur virtuel) pour l'estimer.

• le second est l'étude du comportement dynamique de véhicule sous des fortes accélérations latérales, en utilisant un modèle du véhicule non linéaire piloté par un modèle du conducteur (commande robuste) et couplé avec l'observateur du dévers. Le modèle du conducteur est basé sur un retour d’états robuste à gains préprogrammés, réglé par la résolution d’une contrainte LMI et une méthode d’interpolation.

Les différentes composantes sont testées et validées par des données expérimentales de deux véhicules : Peugeot 307 de l'INRETS-MA et véhicule VANI (Véhicule d'ANalyse d'Itinéraire).

Title: Positioning Integrity for Intelligent Vehicles

Intelligent Vehicles are robotic systems that assist the driver in safe and comfortable operation by providing pertinent information or by controlling the vehicle itself. Real-time and safe perception of the driving environment is one of the key issues. In this perception process, global positioning (also called self-localization) and map-matching are useful for retrieving contextual information stored in geographical databases. This talk first recalls the essential attributes of the quality of service of a positioning system. In particular, we will focus on integrity that is nowadays well standardized in the avionic domain (for safety of life reasons). For robotized land vehicles, integrity is a new concern. The concept of Protection Level will be described. The computation of Uncertainty Levels will then be addressed using robust state observation approaches, in a multi-sensor context, since modern vehicles are often equipped with a GPS receiver, dead-reckoning sensors (such as wheel-speed measurements, easily accessible on a CAN bus), road navigable maps, lidars and cameras. In a second part, we will present how to deal with map-matching integrity using multi-hypothesis road tracking. Experimental results obtained with different vehicles in the framework of the POMA/CVIS European project will be presented.

Title: Vision Omnidirectionnelle : Modélisation, Extraction de Primitives et Applications

Abstract:

La vision omnidirectionnelle basée sur l'association d'une caméra et d'un miroir de révolution est devenue depuis une dizaine d'années un capteur très important en robotique mobile. Les avancées liées à la modélisation géométrique de ce type de capteurs ont permis une utilisation simplifiée, plus efficace et plus précise avec un champ d'application très étendu. Dans cet exposé, nous aborderons donc la modélisation géométrique des caméras catadioptriques en nous concentrant sur les capteurs à point de vue unique. Nous verrons que la modélisation par une sphère permet de définir des outils très intéressants pour l'extraction de primitives telles que les droites. Quelques applications basées sur la vision omnidirectionnelle seront également proposées.