34 results on '"Fabrice Le Bars"'
Search Results
2. Non-linear control under state constraints with validated trajectories for a mobile robot towing a trailer.
- Author
-
Joris Tillet, Luc Jaulin, and Fabrice Le Bars
- Published
- 2020
- Full Text
- View/download PDF
3. Characterizing Sliding Surfaces of Cyber-Physical Systems.
- Author
-
Luc Jaulin and Fabrice Le Bars
- Published
- 2020
- Full Text
- View/download PDF
4. Robust polygon-based localization.
- Author
-
Guilherme Schvarcz Franco and Fabrice Le Bars
- Published
- 2018
- Full Text
- View/download PDF
5. Reliable non-linear state estimation involving time uncertainties.
- Author
-
Simon Rohou, Luc Jaulin, Lyudmila Mihaylova, Fabrice Le Bars, and Sandor M. Veres
- Published
- 2018
- Full Text
- View/download PDF
6. Guaranteed computation of robot trajectories.
- Author
-
Simon Rohou, Luc Jaulin, Lyudmila Mihaylova, Fabrice Le Bars, and Sandor M. Veres
- Published
- 2017
- Full Text
- View/download PDF
7. An Interval Approach for Stability Analysis: Application to Sailboat Robotics.
- Author
-
Luc Jaulin and Fabrice Le Bars
- Published
- 2013
- Full Text
- View/download PDF
8. Set-membership state estimation with fleeting data.
- Author
-
Fabrice Le Bars, Jan Sliwka, Luc Jaulin, and Olivier Reynet
- Published
- 2012
- Full Text
- View/download PDF
9. Characterizing Sliding Surfaces of Cyber-Physical Systems
- Author
-
Fabrice Le Bars, Luc Jaulin, Lab-STICC_ENSTAB_CID_PRASYS, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
- Subjects
0209 industrial biotechnology ,Information Systems and Management ,Computer science ,02 engineering and technology ,Management Science and Operations Research ,Classification of discontinuities ,Theoretical Computer Science ,Interval arithmetic ,[SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic ,Sailboats ,[SPI]Engineering Sciences [physics] ,020901 industrial engineering & automation ,Control theory ,0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering ,Computer Science (miscellaneous) ,Interval analysis ,Electrical and Electronic Engineering ,business.industry ,Cyber-physical system ,Robotics ,Sliding surface ,Trajectory ,Piecewise ,Robot ,020201 artificial intelligence & image processing ,Computer Vision and Pattern Recognition ,Artificial intelligence ,business ,Software - Abstract
International audience; When implementing a non-continuous controller for a cyber-physical system, it may happen that the evolution function of the closed-loop system is not anymore piecewise continuous along the trajectory, mainly due to if statements inside the control algorithm. As a consequence, an unwanted chattering effect may occur. This behavior is often difficult to observe even in simulation. We propose here a set-membership method based on interval analysis to detect different types of discontinuities. One of them is the sliding surface where the state trajectory jumps indefinitely between two distinct behaviors. As an application, we consider the validation of a sailboat controller. We show that our approach is able to detect and explain some unwanted sliding effects that may be observed in rare and specific situations on our actual sailboat robots.
- Published
- 2020
- Full Text
- View/download PDF
10. Méthode fiable d’estimation d'état non-linéaire impliquant des incertitudes temporelles
- Author
-
Lyudmila Mihaylova, Sandor M. Veres, Luc Jaulin, Fabrice Le Bars, Simon Rohou, Lab-STICC_ENSTAB_CID_PRASYS, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), and University of Sheffield [Sheffield]
- Subjects
tubes ,0209 industrial biotechnology ,Computer science ,Computation ,[MATH.MATH-DS]Mathematics [math]/Dynamical Systems [math.DS] ,0102 computer and information sciences ,02 engineering and technology ,01 natural sciences ,[SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic ,[INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI] ,contractors ,Set (abstract data type) ,020901 industrial engineering & automation ,Bounding overwatch ,[INFO.INFO-RB]Computer Science [cs]/Robotics [cs.RO] ,state estimation ,Electrical and Electronic Engineering ,robotics ,non-linear systems ,Mobile robot ,Nonlinear system ,010201 computation theory & mathematics ,Control and Systems Engineering ,Bounded function ,Trajectory ,Local consistency ,time uncertainties ,constraints ,Algorithm ,[MATH.MATH-NA]Mathematics [math]/Numerical Analysis [math.NA] - Abstract
This paper presents a new approach to bounded-error state estimation involving time uncertainties. For a given bounded\ud observation of a continuous-time non-linear system, it is assumed that neither the values of the observed data nor their\ud acquisition instants are known exactly. For systems described by state-space equations, we prove theoretically and demonstrate\ud by simulations that the proposed constraint propagation approach enables the computation of bounding sets for the systems’\ud state vectors that are consistent with the uncertain measurements. The bounding property of the method is guaranteed even\ud if the system is strongly non-linear. Compared with other existing constraint propagation approaches, the originality of the\ud method stems from our definition and use of bounding tubes which enable to enclose the set of all feasible trajectories inside\ud sets. This method makes it possible to build specific operators for the propagation of time uncertainties through the whole\ud trajectory. The efficiency of the approach is illustrated on two examples: the dynamic localization of a mobile robot and the\ud correction of a drifting clock.
- Published
- 2018
- Full Text
- View/download PDF
11. Reliable Robot Localization
- Author
-
Simon Rohou, Luc Jaulin, Lyudmila Mihaylova, Fabrice Le Bars, Sandor M. Veres, Lab-STICC_ENSTAB_CID_PRASYS, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), and University of Sheffield [Sheffield]
- Subjects
[SPI]Engineering Sciences [physics] ,[SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic - Abstract
International audience; Localization for underwater robots remains a challenging issue. Typical sensors, such as Global Navigation Satellite System (GNSS) receivers, cannot be used under the surface and other inertial systems suffer from a strong integration drift. On top of that, the seabed is generally uniform and unstructured, making it difficult to apply Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) methods to perform localization. Reliable Robot Localization presents an innovative new method which can be characterized as a raw-data SLAM approach. It differs from extant methods by considering time as a standard variable to be estimated, thus raising new opportunities for state estimation, so far underexploited. However, such temporal resolution is not straightforward and requires a set of theoretical tools in order to achieve the main purpose of localization. This book not only presents original contributions to the field of mobile robotics, it also offers new perspectives on constraint programming and set-membership approaches. It provides a reliable contractor programming framework in order to build solvers for dynamical systems. This set of tools is illustrated throughout this book with realistic robotic applications.
- Published
- 2019
- Full Text
- View/download PDF
12. Calcul par intervalles pour la robotique mobile intelligente Lab-STICC
- Author
-
Luc Jaulin, Benoit Zerr, Fabrice LE BARS, Simon Rohou, Damien Massé, Lab-STICC_ENSTAB_CID_PRASYS, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
- Subjects
Intelligence artificielle ,Robotique Mobile ,[SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic - Abstract
National audience; Ces dernières décennies, la robotique mobile s’est développée largement dans des milieux structurés et déjà cartographiés. Dans desenvironnements inconnus et non-structurés, comme les planètes lointaines, les volcans, des grottes profondes, des zones irradiées, desveines karstiques, les bâtiments en feu, les fonds marins, la robotique change de nature.Non seulement, elle devient indispensable car l’humain peut difficilement intervenir de façon sécurisée, mais souvent l’opérateur ne peut plus aider les robots par téléopération. Ces derniers doivent alors posséder un maximum d’autonomie et d’intelligence afin de pouvoir accomplir leur mission. On parle alors de robotique exploratoire car le robot doit cartographier son environnement, prendre des décisions, se localiser et être capable de revenir.
- Published
- 2019
13. Reliable Robot Localization : A Constraint-Programming Approach Over Dynamical Systems
- Author
-
Simon Rohou, Luc Jaulin, Lyudmila Mihaylova, Fabrice Le Bars, Sandor M. Veres, Simon Rohou, Luc Jaulin, Lyudmila Mihaylova, Fabrice Le Bars, and Sandor M. Veres
- Subjects
- Mobile robots, Robotics, Autonomous underwater vehicles--Automatic control
- Abstract
Localization for underwater robots remains a challenging issue. Typical sensors, such as Global Navigation Satellite System (GNSS) receivers, cannot be used under the surface and other inertial systems suffer from a strong integration drift. On top of that, the seabed is generally uniform and unstructured, making it difficult to apply Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) methods to perform localization. Reliable Robot Localization presents an innovative new method which can be characterized as a raw-data SLAM approach. It differs from extant methods by considering time as a standard variable to be estimated, thus raising new opportunities for state estimation, so far underexploited. However, such temporal resolution is not straightforward and requires a set of theoretical tools in order to achieve the main purpose of localization. This book not only presents original contributions to the field of mobile robotics, it also offers new perspectives on constraint programming and set-membership approaches. It provides a reliable contractor programming framework in order to build solvers for dynamical systems. This set of tools is illustrated throughout this book with realistic robotic applications.
- Published
- 2019
14. Tight slalom control for sailboat robots
- Author
-
Maël Le Gallic, Joris Tillet, Luc Jaulin, Fabrice LE BARS, Lab-STICC_ENSTAB_CID_PRASYS, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)
- Subjects
[SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic - Abstract
International audience; Existing controllers for sailboat robots are usually developed for speed performances and for long straight lines. In this context, the accuracy is not the main concern. In this paper, we consider the tight slalom problem which requires accuracy. We propose a feedback-linearization based method combined with a vector field approach to control the sailboat. Some simulations show that the robot is able to perform the slalom without missing any gate.
- Published
- 2018
15. Les voiliers robotisés
- Author
-
Fabrice Le Bars, Frédéric Plumet, and Yves Briere
- Abstract
Cet article a pour but de presenter les robots voiliers autonomes a travers une description de leurs specificites, fonctionnement, architecture et modelisation physique, ainsi que leurs algorithmes de commande, dans l’objectif d’aider a la conception, simulation et realisation de ce type de systeme automatise.
- Published
- 2018
- Full Text
- View/download PDF
16. Estimating the Trajectory of Low-Cost Autonomous Robots Using Interval Analysis: Application to the euRathlon Competition
- Author
-
Elba Antonio, Luc Jaulin, Carlos H. de la Cruz, Fabrice Le Bars, Jorge Cervantes, Lab-STICC_ENSTAB_CID_PRASYS, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL), Laboratoire Franco-Mexicain d'Informatique et d'Automatique (LAFMIA), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centro de Investigacion y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (CINVESTAV)-Université de Technologie de Compiègne (UTC)-Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología [Mexico] (CONACYT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), and Luc Jaulin
- Subjects
0209 industrial biotechnology ,SIMPLE (military communications protocol) ,Computer science ,business.industry ,Ranging ,Robotics ,Control engineering ,0102 computer and information sciences ,02 engineering and technology ,01 natural sciences ,Interval arithmetic ,[SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic ,Competition (economics) ,[SPI]Engineering Sciences [physics] ,020901 industrial engineering & automation ,010201 computation theory & mathematics ,Trajectory ,Robot ,Artificial intelligence ,business ,Envelope (motion) - Abstract
International audience; In this paper, we describe a method based on interval arithmetic and contractors to compute an envelope containing the trajectory of a robot from usual proprioceptive and exteroceptive data, using a simple state equation model. To illustrate the applicability of the method, data from the euRathlon 2015, a multi-domain robotics competition, will be processed to build an estimation of the trajectory of a low-cost AUV (Autonomous Underwater Vehicle), navigating with the help of acoustic communication and ranging with an ASV (Autonomous Surface Vehicle).
- Published
- 2018
- Full Text
- View/download PDF
17. Calcul garanti de trajectoires de robots
- Author
-
Luc Jaulin, Sandor M. Veres, Fabrice Le Bars, Lyudmila Mihaylova, Simon Rohou, Lab-STICC_ENSTAB_CID_PRASYS, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Pôle STIC_OSM, École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne), University of Sheffield [Sheffield], and This work has been supported by the French Direction Générale de l’Armement (DGA) during the UK-France PhD program.
- Subjects
0209 industrial biotechnology ,Mathematical optimization ,ODE ,Computer science ,Differential equation ,General Mathematics ,Constraint (computer-aided design) ,[MATH.MATH-DS]Mathematics [math]/Dynamical Systems [math.DS] ,02 engineering and technology ,tube programming ,[SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic ,[INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI] ,contractors ,020901 industrial engineering & automation ,Differential inclusion ,0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering ,[INFO.INFO-RB]Computer Science [cs]/Robotics [cs.RO] ,Differential (infinitesimal) ,Flexibility (engineering) ,guaranteed integration ,business.industry ,Ode ,Robotics ,Mobile robot ,Computer Science Applications ,mobile robotics ,Control and Systems Engineering ,Robot ,020201 artificial intelligence & image processing ,Artificial intelligence ,business ,constraints ,Software ,[MATH.MATH-NA]Mathematics [math]/Numerical Analysis [math.NA] - Abstract
This paper proposes a new method for guaranteed integration of state equations. Within this framework, the variables of interest are trajectories submitted to both arithmetic and differential equations. The approach consists in formalizing a problem thanks to a constraint network and then apply these constraints to sets of trajectories. The contribution of the paper is to provide a reliable framework to enclose the solutions of these differential equations. Its use is shown to be simple, more general and more competitive than existing approaches dealing with guaranteed integration, especially when applied to mobile robotics. The flexibility of the developed framework allows to deal with non-linear differential equations or even differential inclusions built from datasets, while considering observations of the states of interest. An illustration of this method is given over several examples with mobile robots. A contractor-based approach is proposed for guaranteed integration of state equations.The framework is based on the use of tubes as envelopes of feasible trajectories.A dedicated differential contractor is provided to deal with dynamical systems.The use of tubes is well suited for multi-differential and non-linear equations.An illustration of this approach is given over several mobile robotics examples.
- Published
- 2017
- Full Text
- View/download PDF
18. Complex Robot Behavior Creation Using Vector Fields
- Author
-
Fabrice Le Bars, Emmanuel Rouault, Benoît Raymond, and Alaa El Jawad
- Subjects
Computer science ,business.industry ,Grid ,Topology ,Base (topology) ,Computer Science::Robotics ,Control theory ,Robot ,Vector field ,Computer vision ,Artificial intelligence ,Motion planning ,Behavior-based robotics ,Linear combination ,business - Abstract
In term of motion planning for robots, several solutions are possible: grid-based search [1], interval-based search [2], geometric algorithms and potential fields [3]. However, potential fields offer a computational efficient way to generate a desired behavior for robots. However, a principal limit of potential fields is that they deal only with repulsion and attraction. To extend it to perpendicular, tangential and uniform fields, we base our paper on the works of S. Schmitt [4] and R. Arkin [3]. Our contribution consist in developing a method to construct complex vector fields, which are a linear combination of primitive fields. It also explains how to implement this method on a robot using the middleware ROS (Robot Operating System) with any controller.
- Published
- 2016
- Full Text
- View/download PDF
19. Obstacle Avoidance for an Autonomous Marine Robot—A Vector Field Approach
- Author
-
Silke Schmitt, Fabrice Le Bars, Thomas Latzel, and Luc Jaulin
- Subjects
Control algorithm ,Automatic Identification System ,law ,Computer science ,Simple (abstract algebra) ,Control theory ,Obstacle avoidance ,Robot ,Vector field ,GeneralLiterature_MISCELLANEOUS ,Control methods ,Euclidean vector ,law.invention - Abstract
A marine robot, especially a sailing boat robot, is exposed to a dynamic environment. This paper presents a simple and efficient obstacle avoidance control algorithm. The presented control method uses vector fields to regulate the marine robot.
- Published
- 2016
- Full Text
- View/download PDF
20. Robotic Sailing 2013 : Proceedings of the 6th International Robotic Sailing Conference
- Author
-
Fabrice Le Bars, Luc Jaulin, Fabrice Le Bars, and Luc Jaulin
- Subjects
- Autonomous robots--Congresses, Sailing--Technological innovations--Congresses, Vehicles, Remotely piloted--Congresses
- Abstract
An autonomous sailboat robot is a boat that only uses the wind on its sail as propelling force, without remote control or human assistance to achieve its mission. This involves autonomy in energy (using batteries, solar panels, turbines...), sensor data processing (compass, GPS, wind sensor...), actuators control (rudder and sail angle control...) and decision making (embedded computer with adequate algorithms). Although robotic sailing is a relatively new field of research, several applications exist for this type of robots: oceanographic and hydrographic research, maritime environment monitoring, meteorology, harbor safety, assistance and rescue in dangerous areas...Over the last decade, several events such as the Microtransat challenge, the WRSC/IRSC and SailBot have been set up to stimulate research and development around robotic sailing. These proceedings cover the current and future academic and technology challenges raised by the development of autonomous sailboat robots presented at the WRSC/IRSC (World Robotic Sailing Championship/International Robotic Sailing Conference) 2013, in Brest, France, 2-6 September 2013.
- Published
- 2014
21. Sailboat as a windmill
- Author
-
Luc Jaulin, Fabrice Le Bars, Billon-Coat, Annick, Fabrice Le Bars - Luc Jaulin, Lab-STICC_ENSTAB_CID_IHSEV, OSM, Département STIC [Brest] (STIC), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), and Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
0209 industrial biotechnology ,Engineering ,010505 oceanography ,business.industry ,autonomous sailboat robot ,Control engineering ,02 engineering and technology ,7. Clean energy ,01 natural sciences ,Turbine ,Power (physics) ,[SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic ,Generator (circuit theory) ,Electric energy ,020901 industrial engineering & automation ,[SPI.AUTO] Engineering Sciences [physics]/Automatic ,Control theory ,Robot ,windwill ,business ,0105 earth and related environmental sciences ,Marine engineering ,Windmill - Abstract
International audience; This paper proposes to transform a sailboat robot into a big wind turbine (or windmill) corresponding to the boat itself. The main idea is to make the sailboat rotating as fast as possible. When the wind open the sail, the mainsheet is able to pull a generator in order to produce electric energy. The resulting controller is simple to implement and its parameters are easy to tune. A simulated test-case shows that the proposed technique could generate an average power of approximatively 100W
- Published
- 2013
22. The World Robotic Sailing Championship, a competition to stimulate the development of autonomous sailboats
- Author
-
Fabrice Le Bars, Luc Jaulin, Département STIC [Brest] (STIC), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne), Lab-STICC_ENSTAB_CID_IHSEV, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Billon-Coat, Annick
- Subjects
Engineering ,business.industry ,Robotics ,sailboats ,WRSC ,[SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic ,autonomous robots ,[SPI.AUTO] Engineering Sciences [physics]/Automatic ,Aeronautics ,IRSC ,Robot ,Artificial intelligence ,Championship ,business - Abstract
International audience; The WRSC (World Robotic Sailing Championship) / IRSC (International Robotic Sailing Conference) is an international and annual competition and conference that aims at stimulating the development of autonomous marine robotics and its applications. The competition, originally designed for sailboats, is also opened to motorboats as a separate category since 2013. In this paper, we will present the competition through the example of the 2013 edition, and show its results, specificities, issues as well as improvements for the next editions
- Published
- 2015
23. Towing with sailboat robots
- Author
-
Fabrice Le Bars, Luc Jaulin, Billon-Coat, Annick, Lab-STICC_ENSTAB_CID_IHSEV, OSM, Département STIC [Brest] (STIC), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne), and NUI Galway
- Subjects
0209 industrial biotechnology ,010505 oceanography ,Computer science ,Proportional control ,02 engineering and technology ,Object (computer science) ,01 natural sciences ,Square (algebra) ,[SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic ,Arbitrarily large ,sailboat robot ,020901 industrial engineering & automation ,[SPI.AUTO] Engineering Sciences [physics]/Automatic ,Trajectory ,Robot ,controller ,Towing ,Energy (signal processing) ,0105 earth and related environmental sciences ,Marine engineering - Abstract
International audience; Moving huge objects floating at the surface of the ocean (such as containersor icebergs) with boats requires many human operators and a lot of energy.This is mainly due to the fact that when humans operate such equipment, time iscostly. Now, when we have time (as when robots operate, for instance), it is possibleto move arbitrarily large objects, for over long distances, with a limited quantity ofenergy. This is a consequence of the fact that in the water, the friction forces areproportional to the square of the speed (i.e., when we go slowly, we have almostno friction). This paper proposes the use of a sailboat robot to tow large objects. Itshows which control law could be used is order to (i) avoid loops inside the towingcable, (ii) avoid collisions between the robot and the towed object, and (iii) movethe object toward the desired direction. The control law is validated on a simulationwhere the object to be towed has to follow a trajectory corresponding to a largecircle.
- Published
- 2015
24. Robotic Sailing 2013
- Author
-
Fabrice Le Bars and Luc Jaulin
- Subjects
0209 industrial biotechnology ,020901 industrial engineering & automation ,Computer science ,0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering ,020201 artificial intelligence & image processing ,02 engineering and technology - Published
- 2014
- Full Text
- View/download PDF
25. A Simple Controller for Line Following of Sailboats
- Author
-
Fabrice Le Bars and Luc Jaulin
- Subjects
Computer Science::Robotics ,Control theory ,Simple (abstract algebra) ,Computer science ,Computation ,Line (geometry) ,Robot ,Collision avoidance ,Power (physics) ,Interval arithmetic - Abstract
This paper proposes a simple controller for sailboat robots. The resulting controller is simple to implement and its parameters are easy to tune. Its complexity is low enough to be applicable for sailing robots with very limited computation power. The presentation contains all the necessary details to allow a fast and reliable implementation of a sailboat robot controller which follows a line. The paper also presents a simple collision avoidance strategy based on interval analysis.
- Published
- 2013
- Full Text
- View/download PDF
26. An experimental validation of a robust controller with the VAIMOS autonomous sailboat
- Author
-
Luc Jaulin, Fabrice Le Bars, Lab-STICC_ENSTAB_CID_IHSEV, OSM, Département STIC [Brest] (STIC), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Billon-Coat, Annick
- Subjects
0209 industrial biotechnology ,SIMPLE (military communications protocol) ,Computer science ,Process (computing) ,Control engineering ,02 engineering and technology ,Experimental validation ,turbidity ,Interval arithmetic ,[SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic ,sailboat robot ,[SPI.AUTO] Engineering Sciences [physics]/Automatic ,020901 industrial engineering & automation ,Control theory ,0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering ,Trajectory ,Robot ,020201 artificial intelligence & image processing ,Tweaking - Abstract
International audience; A sailboat is a strongly non-linear system that however has been proven to be easily controllable. Indeed, its mechanical design comes from an evolution from thousands of years with two main concerns: having a fast, reliable and ef cient vehicle while being easily controlled by humans. This article describes the functioning, the validation process and the performances of a simple controller, inspired from what navigators do, through tests made on the sailboat robot VAIMOS built by IFREMER for oceanography. This controller requires tweaking few parameters with real physical meaning while ensuring accurate trajectory following, needed to make oceanographic measurements in a speci c area.
- Published
- 2012
27. Suivi de route pour un robot voilier
- Author
-
Luc Jaulin, Fabrice LE BARS, Benoit Clement, Yvon Gallou, Olivier Menage, Olivier Reynet, Jan Sliwka, Benoît Zerr, Lab-STICC_ENSTAB_CID_IHSEV, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Pôle STIC_OSM, École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne), Laboratoire de physique des océans (LPO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Billon-Coat, Annick
- Subjects
Commande non linéaire ,[SPI.AUTO] Engineering Sciences [physics]/Automatic ,voilier ,robotique marine ,réseau de Pétri ,[SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic - Abstract
International audience; Un robot voilier est un système fortement nonlinéaire qui pourtant se commande relativement facilement. En effet, sa conception mécanique découle d'une évolution pragmatique sur plusieurs milliers d'années avec pour double objectif : celui d'une machine rapide et celui d'avoir un véhicule facile à commander. Cet article propose une stratégie de régulation d'un robot voilier inspirée de celle utilisée par les navigateurs. Le régulateur qui en résulte est simple, avec peu de paramètres à régler et ayant un sens physique évident. Un test sur le robot voilier Vaimos est présenté afin d'illustrer les performances du régulateur.
- Published
- 2012
28. Set-membership state estimation with fleeting data
- Author
-
Jan Sliwka, Olivier Reynet, Fabrice Le Bars, Luc Jaulin, Département STIC [Brest] (STIC), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne), OSM, École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne), Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (UMR 3192) (Lab-STICC), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), and Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département STIC [Brest] (STIC)
- Subjects
0209 industrial biotechnology ,Engineering ,ComputerApplications_COMPUTERSINOTHERSYSTEMS ,02 engineering and technology ,computer.software_genre ,Sonar ,law.invention ,[SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic ,Computer Science::Robotics ,Set (abstract data type) ,Physics::Popular Physics ,020901 industrial engineering & automation ,Robot localization ,law ,Fleeting data ,0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering ,Interval analysis ,Laser rangefinder ,Electrical and Electronic Engineering ,Radar ,Estimation ,business.industry ,Observer ,Set-membership estimation ,Nonlinear system ,Control and Systems Engineering ,Localization ,020201 artificial intelligence & image processing ,Artificial intelligence ,Data mining ,State (computer science) ,business ,computer - Abstract
WOS; International audience; This paper deals with offline nonlinear state estimation where measurements are available only when some given equality conditions are satisfied. For this type of problems, which are often met in robot localization when sonar or radar are involved, the data are qualified as fleeting because the measurements are available only at some given unknown dates. In this paper, the first approach able to deal with nonlinear estimation with fleeting data is presented. An illustration related to offline robot localization with a laser rangefinder will be given.
- Published
- 2012
- Full Text
- View/download PDF
29. SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) with interval methods for underwater robotics
- Author
-
Fabrice LE BARS, OSM, Département STIC [Brest] (STIC), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne), Université de Bretagne occidentale - Brest, and Luc JAULIN(luc.jaulin@ensta-bretagne.fr)
- Subjects
robotics ,submarines ,fleeting data ,intervals ,SLAM ,sous-marins ,robotique ,données fugaces ,intervalles ,[SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic - Abstract
This thesis studies the simultaneous localization and mapping problem for submarine robots, and its resolution methods using interval analysis. The principle of SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) is the following: a submarine robot usually knows its initial position (when it is at the surface thanks to a GPS), its moving model (approximately) and has sensors enabling it to estimate its position (pressure sensor to get its depth, DVL to get its speed and measure its distance to the sea floor, inertial navigation system to get its orientation) and see its surrounding environment (sonar). However, in spite of all these sensors, the more it moves, the more its position estimation errors increase: the robot is lost. By going next to the same objects (or any distinguishable mark in its environment) several times, it should be able to evaluate their position (with a given accuracy) the first time from its own position (cartography from localization), then compute and correct its trajectory evaluation by taking them as mark next time when it is lost (localization from cartography). Because measurements from sensors or variables used to describe the behaviour of robots are often erroneous, they can be represented using different ways: probabilistic distributions, particles, continuous sets... Sensors or actuators manufacturers usually provide bounds (related to precision, accuracy...). Therefore, we can represent these values as intervals. Set-membership methods such as interval analysis enable to obtain results from equations involving intervals. The main advantage of these methods is that it is sure that no solution is lost (taking into account the assumptions made), contrary to probabilistic approaches, where the most probable solutions are obtained. In this thesis, the use of intervals computations for the SLAM of underwater robots and a comparison between several existing methods are studied. Additionally, a new method to handle better the problem of fleeting data (data that are only significant during short and unknown time intervals), often met with data from sonars, will be proposed. Applications of this work are for example in the development of autonomous submarine robots (often called AUVs for Autonomous Underwater Vehicles or UUVs for Unmanned Underwater Vehicles). Indeed, contrary to teleoperated robots, they must be able to localize themselves in their environment to do their work. These robots can do several missions: hydrographic data collection, shipwrecks or objects (sea mines...) localization, surveillance (pollution detection, pipelines surveys...)... Nowadays, those tasks are mostly done by humans, directly with divers or indirectly using teleoperated submarines when the conditions are dangerous or difficult.; Cette thèse étudie le problème de la localisation et cartographie simultanées des robots sous-marins, et ses méthodes de résolution utilisant le calcul par intervalles. Le principe du SLAM (Simultaneous Localization And Mapping, ou cartographie et localisation simultanées) est le suivant: un robot sous-marin connait en général sa position initiale (lorsqu'il est à la surface grâce à un GPS), son modèle de déplacement (très approximativement) et possède quelques capteurs l'aidant à estimer sa position (capteur de pression pour mesurer sa profondeur, loch Doppler pour mesurer sa vitesse et sa distance au fond, centrale inertielle pour mesurer son orientation) et voir ce qui l'entoure (sonar). Pourtant, malgré tous ces capteurs, plus il avance, plus ses erreurs d'estimation de position s'accumulent: le robot se perd. En passant et repassant devant plusieurs objets (ou éléments remarquables quelconques de son environnement), il va pouvoir évaluer leur position (plus ou moins précisément) une première fois à partir de la sienne (cartographie grâce à sa localisation), puis recalculer sa trajectoire en les prenant comme repère les fois suivantes quand il est perdu (localisation grâce à sa cartographie). Les mesures de capteurs ou variables utilisées pour décrire les robots étant souvent entachées d'erreurs, elles peuvent être représentées de différentes façons: distributions probabilistes, nuages de points, ensembles continus... En général, les données constructeur des capteurs ou actionneurs du robot nous indiquent des bornes (liées à la précision...). On peut donc représenter ces valeurs sous forme d'intervalles. Les méthodes ensemblistes telles que l'analyse par intervalles permettent d'obtenir des résultats à partir d'équations sur des intervalles. L'avantage de ces méthodes est qu'on est sûr de ne perdre aucune solution (compte tenu des hypothèses faites), contrairement à celles utilisant l'approche probabiliste, où on n'obtient parfois que les solutions les plus probables. Dans cette thèse, l'utilisation du calcul par intervalles dans le cadre du SLAM appliqué aux robots sous-marins et une comparaison entre plusieurs méthodes existantes seront étudiées. De plus, une nouvelle méthode permettant de mieux gérer le problème des données fugaces (données seulement significatives à des instants bien précis et inconnus), rencontré notamment avec des données provenant de sonars, sera proposée. Les applications de ces travaux concernent par exemple le développement de robots sous-marins autonomes (souvent appelés AUVs pour Autonomous Underwater Vehicles ou UUVs pour Unmanned Underwater Vehicles). En effet, contrairement aux robots téléguidés par des humains, ceux-ci doivent eux-mêmes être capables de se repérer dans leur environnement pour effectuer leur travail. Ces robots peuvent avoir des missions variées: relevé de données hydrographiques, localisation d'épaves (bateau, avion...) ou objets dangereux (mines...), surveillance (détection de pollution, vérification de l'état de pipelines...)... Actuellement, ces tâches sont principalement réalisées par des humains, directement avec des plongeurs, ou indirectement avec des sous-marins téléopérés pour les travaux les plus dangereux ou difficiles d'accès.
- Published
- 2011
30. Using interval methods in the context of robust localization of underwater robots
- Author
-
Jan Sliwka, Luc Jaulin, Fabrice Le Bars, Olivier Reynet, Billon-Coat, Annick, Extraction et Exploitation de l'Information en Environnements Incertains (E3I2), and École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)
- Subjects
0209 industrial biotechnology ,Context (language use) ,02 engineering and technology ,Machine learning ,computer.software_genre ,[SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic ,Computer Science::Robotics ,020901 industrial engineering & automation ,0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering ,Computer vision ,Constraint satisfaction problem ,Mathematics ,Interval methods ,business.industry ,Binary image ,Mobile robot ,Robotics ,Data set ,[SPI.AUTO] Engineering Sciences [physics]/Automatic ,Outlier ,Local consistency ,020201 artificial intelligence & image processing ,Artificial intelligence ,business ,computer - Abstract
International audience; In this paper we will apply interval methods to solve the problem of robust localization of an underwater robot. The localization problem is cast into a constraint satisfaction problem (CSP) where constraint propagation algorithms are particularly efficient. The method is designed to work in real environments with numerous outliers. Besides, we used a new approach to represent the map by a binary image. This allow us to represent even unstructured maps. We tested the algorithm on a real data set gathered by an underwater robot in a marina located in Costa Brava.
- Published
- 2011
31. Interval SLAM for underwater robots; a new experiment
- Author
-
Luc Jaulin, Fabrice Le Bars, Alain Bertholom, Jan Sliwka, Billon-Coat, Annick, Extraction et Exploitation de l'Information en Environnements Incertains (E3I2), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne), Département STIC [Brest] (STIC), Groupe d'Etudes Sous-Marines de l'Atlantique (DGA/DET/GESMA), and DGA
- Subjects
0209 industrial biotechnology ,Engineering ,underwater robot ,constraint propagation ,02 engineering and technology ,Interval (mathematics) ,Simultaneous localization and mapping ,localization ,Interval arithmetic ,[SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic ,020901 industrial engineering & automation ,set-membership estimation ,0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering ,Computer vision ,Constraint satisfaction problem ,business.industry ,Submarine ,[SPI.AUTO] Engineering Sciences [physics]/Automatic ,SLAM ,Local consistency ,Robot ,Underwater robot ,020201 artificial intelligence & image processing ,Artificial intelligence ,business ,interval analysis - Abstract
International audience; This paper provides a new submarine experiment and shows the results of an interval SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) method. The SLAM problem is cast into a constraint satisfaction problem where interval propagation algorithms are particularly efficient. The resulting method is applied to the localization of a submarine robot from the GESMA (Groupe d'Etudes Sous-Marines de l'Atlantique), the Daurade during an experiment in the Douarnenez bay, in Brittany (France).
- Published
- 2010
32. Les voiliers robotisés
- Author
-
Frédéric Plumet, Yves Briere, Fabrice LE BARS, Institut des Systèmes Intelligents et de Robotique (ISIR), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes robotiques Conception et Commande (SYROCO), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO), Lab-STICC_ENSTAB_CID_PRASYS, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées - ENSTA (FRANCE), Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace - ISAE-SUPAERO (FRANCE), Institut Mines-Télécom (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université de Bretagne Occidentale - UBO (FRANCE), Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest - ENIB (FRANCE), IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire - IMT Atlantique (FRANCE), Université Bretagne Loire (FRANCE), and Université de Bretagne Sud - UBS (FRANCE)
- Subjects
Commande ,Modélisation ,[INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering ,[INFO.INFO-RB]Computer Science [cs]/Robotics [cs.RO] ,Voiliers ,Robotique ,Automatique / Robotique - Abstract
National audience; Cet article a pour but de présenter les robots voiliers autonomes à travers une description de leurs spécificités, fonctionnement, architecture et modélisation physique, ainsi que leurs algorithmes de commande, dans l’objectif d’aider à la conception, simulation et réalisation de ce type de système automatisé.
33. Analyse par intervalles pour le lancé de rayon et pour l'analyse de stabilité
- Author
-
Fabrice LE BARS, Jan Sliwka, Luc Jaulin, Billon-Coat, Annick, Développement des Technologies Nouvelles (DTN), and École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)
- Subjects
Phong ,[SPI.AUTO] Engineering Sciences [physics]/Automatic ,ray tracing ,méthodes ensemblistes ,Routh ,MACS ,lancé de rayon ,intervalles ,inversion ensembliste ,ray casting ,analyse de stabilité ,SIVIA ,[SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic - Abstract
Dans cet article, nous allons montrer que le problème du lancé de rayon couramment utilisé en graphisme et un problème d'analyse en stabilité d'un système paramétrique linéaire invariant sont deux problèmes très semblables. Nous allons proposer un algorithme unique utilisant le calcul par intervalles capable de résoudre ces deux problèmes de façon garantie et efficace.
34. Localisation fiable de robots : une approche de programmation par contraintes sur des systèmes dynamiques
- Author
-
Rohou, Simon, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Lab-STICC, UBO Brest, ENSTA Bretagne, University of Sheffield, Luc Jaulin, Lyudmila Mihaylova, Fabrice Le Bars, and Sandor M. Veres
- Subjects
constraint programming ,robotique mobile ,[MATH.MATH-DS]Mathematics [math]/Dynamical Systems [math.DS] ,programmation par contraintes ,analyse par intervalles ,AUVs ,dynamical systems ,localization ,[SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic ,[INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI] ,mobile robotics ,localisation ,SLAM ,systèmes dynamiques ,[INFO.INFO-RB]Computer Science [cs]/Robotics [cs.RO] ,interval analysis ,[MATH.MATH-NA]Mathematics [math]/Numerical Analysis [math.NA] - Abstract
The localization of underwater robots remains a challenging issue. Usual sensors, such as Global Navigation Satellite System (GNSS) receivers, cannot be used under the surface and other inertial systems suffer from a strong integration drift. On top of that, the seabed is generally uniform and unstructured, making it difficult to apply usual Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) methods to perform a localization.Hence, innovative approaches have to be explored. The presented method can be characterized as a raw-data SLAM approach, but we propose a temporal resolution — which differs from usual methods — by considering time as a standard variable to be estimated. This concept raises new opportunities for state estimation, under-exploited so far. However, such temporal resolution is not straightforward and requires a set of theoretical tools in order to achieve the main purpose of localization.This thesis is thus not only a contribution in the field of mobile robotics, it also offers new perspectives in the areas of constraint programming and set-membership approaches. We provide a reliable contractor programming framework in order to build solvers for dynamical systems. This set of tools is illustrated along this work with realistic robotics applications.; Aujourd'hui, la localisation de robots sous-marins demeure une tâche complexe. L'utilisation de capteurs habituels est impossible sous la surface, tels que ceux reposant sur les systèmes de géolocalisation par satellites. Les approches inertielles sont quant à elles limitées par leur forte dérive dans le temps. De plus, les fonds marins sont généralement homogènes et non structurés, rendant difficile l'utilisation de méthodes SLAM connues, qui couplent la localisation et la cartographie de manière simultanée.Il devient donc nécessaire d'explorer de nouvelles alternatives. Notre approche consiste à traiter un problème de SLAM de manière purement temporelle. L'originalité de ce travail est de représenter le temps comme une variable classique qu'il faut estimer. Cette stratégie soulève de nouvelles opportunités dans le domaine de l'estimation d'état, permettant de traiter de nombreux problèmes sous un autre angle. Toutefois, une telle résolution temporelle demande un ensemble d'outils théoriques qu'il convient de développer.Cette thèse n'est donc pas seulement une contribution dans le monde de la robotique mobile, elle propose également une nouvelle démarche dans les domaines de la propagation de contraintes et des méthodes ensemblistes. Cette étude apporte de nouveaux outils de programmation par contracteurs qui permettent le développement de solveurs pour des systèmes dynamiques. Les composants étudiés sont mis en application tout au long de ce document autours de problèmes robotiques concrets.
- Published
- 2017
Catalog
Discovery Service for Jio Institute Digital Library
For full access to our library's resources, please sign in.