Janvier - Février - Avril - Juin - Octobre - Novembre - Décembre


Janvier : Jeudi 10 janvier 2013 de 14h00-16h00

Thème « Fusion de données et planification de trajectoires » :

1. Lieu :
Mines ParisTech, Bd Saint-Michel
salle  L-213.

2. Descriptif :

PREMIER EXPOSÉ : 14h00-15h00

Speaker : Nadège Zarrouati-Vissière (CAS/DGA: nadege.zarrouati@mines-paristech.fr)

Title : Rotational and translational biases estimation based on depth and image measurements

Abstract : Constant biases associated to measured linear and angular velocities of a moving object can be estimated from measurements of a static environment by embedded camera and depth sensor. We propose a Lyapunov-based observer taking advantage of the SO(3)-invariance of the partial differential equations satisfied by the measured brightness and depth fields. The resulting observer is governed by a non-linear integro/partial differential system whose inputs are the linear/angular velocities and the brightness/depth fields. Convergence analysis is investigated under C^1 regularity assumptions on the object motion and its environment. Technically, it relies on Ascoli-Arzela theorem and pre-compactness of the observer trajectories. It ensures asymptotic convergence of the estimated brightness and depth fields. Convergence of the estimated biases is characterized by constraints depending only on the environment. These constraints are automatically satisfied when the environment does not admit any rotational symmetry axis. Such asymptotic observers can be adapted to any realistic camera model. Preliminary simulations with synthetic image and depth data (corrupted by noise around 10%) indicate that such Lyapunov-based observers converge for much weaker regularity assumptions.

SECOND EXPOSÉ : 15h00-16h00

Orateur : Jean Grégoire (CAOR, jean.gregoire@mines-paristech.fr)

Titre : Vers une gestion robuste des intersections: une affectation dynamique des priorités

Résumé: Une grande diversité de travaux s'intéressent à la gestion automatisée des intersections. En effet, les intersections conventionnelles sont à l'origine de nombreux accidents et sources de congestion. Dans ces travaux de recherche, l'intersection est assimilée à un plan, dont chaque véhicule occupe une certaine portion à un instant donné. Il en résulte un système multiagents où la coordination des véhicules est gérée par des requêtes envoyées par chacun d'eux à une infrastructure centrale pour réserver une région de l'espace-temps. Ces solutions manquent de robustesse: si un événement non prévu lors du calcul des trajectoires se produit (par exemple la traversée d'un piéton), il est nécessaire d'exécuter à nouveau tout le processus de planification. Pour pallier à ce problème, nous proposons de planifier à haut-niveau une stratégie d'évitement de collision et d'interblocage. S'inspirant des travaux en planification de mouvement, nous associons une manoeuvre à chaque véhicule, i.e. un chemin dans le plan de l'intersection. Le graphe des priorités définit alors le véhicule prioritaire pour tout couple de manoeuvres potentiellement conflictuelles. Nous montrons que ce graphe peut être construit dynamiquement et qu'il décrit synthétiquement la stratégie de coordination. Notre système présente alors une robustesse accrue, puisque cette stratégie peut être conservée tant que les priorités ne sont pas violées. L'infrastructure centrale peut indiquer aux véhicules un profil de vitesse optimal en complément du graphe de priorités, i.e. une description précise de la trajectoire à suivre. Cependant, la connaissance du graphe des priorités permet à chaque véhicule de disposer des informations nécessaires à la prise d'initiatives en réaction aux autres véhicules et aux aléas de l'environnement. Il fournit une information synthétique et partagée par l'ensemble des véhicules rendant envisageable la distribution des algorithmes de gestion de l'intersection.


Février : Jeudi 14 février 2013 de 14h00-16h00

Thème « Filtre de Kalman » :

1. Lieu :
Mines ParisTech, Bd Saint-Michel
salle  L-224.

2. Descriptif :

PREMIER EXPOSÉ : 14h00-15h00

Speaker : Martin Barczyk (CAOR, martin.barczyk@mines-paristech.fr)

Title : Invariant Observer Design for a Helicopter UAV Aided Inertial Navigation System

Abstract : The invariant observer is a constructive nonlinear design method for symmetry-possessing systems, such as a magnetometer-plus-GPS-aided inertial navigation system (INS) used for state estimation onboard an outdoor helicopter UAV platform. The invariant observer guarantees a simplified form of the nonlinear estimation error dynamics, which can be stabilized by a proper choice of observer gains using a nonlinear analysis. A systematic approach to this step is the Invariant Extended Kalman Filter (IEKF), which has been adapted to the aided INS case to compute the invariant observer gains. The resulting design is implemented in hardware and successfully validated in experiment, and demonstrates an improvement in performance over a conventional (non-invariant) EKF design.

SECOND EXPOSÉ : 15h00-16h00

Orateur : Pierre Rouchon (CAS, pierre.rouchon@mines-paristech.fr)

Titre : Approximations de rang faible pour le filtre de Kalman en grande dimension

Résumé: Pour les systèmes de grande dimension n, on propose une méthode numérique systématique pour résoudre de façon approchée l'équation différentielle de Riccati intervenant dans le filtre de Kalman. Cette méthode est proche dans l'esprit des filtres SEEK (Singular Evolutive Extended Kalman filters) utilisés depuis une dizaine d'années en océanographie. Cette méthode est géométrique et repose sur une approximation de rang m (très inférieur à n) de la matrice de covariance, ce rang m étant le seul paramètre à ajuster. Elle donne à chaque pas d'intégration une approximation des m plus grandes valeurs propres de la matrice de covariance et des directions propres associées. Un test numérique préliminaire sur une équations des ondes avec mesure partielle de l'état illustre son intérêt avec un rang m plus petit que 10. Par ailleurs, les principes géométriques sur lesquels repose cette approximation peuvent aussi être utilisés pour les systèmes quantiques ouverts où la matrice densité et l'équation différentielle de Lindblad remplacent alors la matrice de covariance et l'équation différentielle de Riccati (http://arxiv.org/abs/1207.4580).


Avril : Jeudi 11 avril 2013 de 14h00-16h00

Thème « Réalité virtuelle » :

1. Lieu :
Mines ParisTech, Bd Saint-Michel
salle  L-218.

2. Descriptif :

==>Les deux exposés seront suivis d'une démonstration en salle immersive.

PREMIER EXPOSÉ : 14h00-14h45

Orateur : Philippe Porral (PSA Peugeot Citroen, philippe.porral@mpsa.com)

Titre : Imagerie de synthèse physico-réaliste appliquée à la conception industrielle

Résumé : Seront développés les outils, les conditions et les méthodes nécessaires pour générer et exploiter des images indiscernables de la réalité par des observateurs de populations différentes. Le but est de permettre des décisions fiables et répétables sur des supports numériques pour évaluer les formes et les aspects (état de l'art et pistes de recherches). L'exposé portera aussi sur le volet génération des images en relation avec les travaux de Philippe Fuchs sur la restitution et la perception. Ces travaux s'effectuent dans le cadre du projet ANR LIMA (Lumière Interaction Matière Aspects) et d'une thèse sur l'acquisition et l'exploitation d'environnements lumineux en images hautes dynamiques spectrales et polarisées.

SECOND EXPOSÉ : 14h45-15h30

Orateur : Philippe Fuchs (CAOR, philippe.fuchs@mines-paristech.fr)

Titre : Restitution visuelle

Résumé: On commence à plus se préoccuper de considérer la vision comme un sens actif et non passif (en ce moment, vos yeux n'arrêtent pas de bouger, passant d'un mot à un autre, convergeant à bonne distance, tandis que vos cristallins changent de forme pour voir net votre écran ou votre pièce… rien que pour lire ce résumé). Après un rappel sur la perception tridimensionnelle de la vision humaine (perception monoculaire, perception binoculaire...), nous présentons nos recherches actuelles en restitution visuelle, en exploitant le mouvement de la tête et des yeux. Les caractéristiques du système oculomoteur et de la fusion binoculaire sont prises en compte pour l'amélioration de la perception visuelle, pour limiter les contraintes et pour adapter le système visuel à de nouveaux types d'interfaçages. Quelques usages seront présentés, avec des démonstrations en salle immersive.



Juin : Jeudi 13 juin 2013 de 14h00-15h00

Thème « Robotique » :

1. Lieu :
Mines ParisTech, Bd Saint-Michel
salle  L-218.

2. Descriptif :

UN SEUL EXPOSÉ: 14h00-15h00

Speaker : Panagiotis Tsiotras, Georgia Institute of Technology, Dynamics and Control Systems Laboratory, School of Aerospace Engineering

Title : Multi-resolution and Sampling-Based Path-Planning for Autonomous Vehicles

Abstract : Operation of autonomous vehicles (e.g., UAVs, UGVs) requires both trajectory design (planning) and trajectory tracking (control) tasks to be completely automated. For small-size UAVs, in particular, the task of autonomous path-planning is exacerbated by the lack of sufficient on-board computational capabilities (CPU and memory) as well as the short response time scales of these small-sized vehicles, which may hinder the real-time implementation of many of the sophisticated algorithms available in the literature. In this talk we will present some recent results for path-planning of autonomous vehicles that use ideas borrowed from multi-resolution theory (wavelets, beamlets) to construct abstractions of the environment of different granularity, and with known prior complexity. Sampling-based methods that lead to "self-adapted" multi-resolution graph abstractions will also be discussed; in the process, we will show connections between these popular sampling-based algorithms with approximate dynamic programming.

Short Bio : Dr. Panagiotis Tsiotras is the Dean's Professor at the Daniel Guggenheim School of Aerospace Engineering at the Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) and the Director of the Dynamics and Control Systems Laboratory in the same department. He is also affiliated with the Center for Robotics and Intelligent Machines (RIM) and the Center for Space Systems at Georgia Tech. His current research interests include optimal and robust control of nonlinear systems, vehicle autonomy, and control theory applications to aerospace and mechanical systems. He holds degrees in Mechanical Engineering, Aerospace Engineering, and Mathematics. He has served at the Editorial Boards of the AIAA Journal of Guidance Control and Dynamics, the IEEE Transactions on Automatic Control and the IEEE Control Systems Magazine. He is a recipient of the NSF CAREER Award, and the Sigma Xi award for Excellence in Research. He is a Fellow of AIAA and a Senior Member of the IEEE.


Octobre : Jeudi 10 octobre 2013 de 14h00-16h00

Thème « Contrôle d'équations d'ondes et à retards » :

1. Lieu :
Mines ParisTech, Bd Saint-Michel
salle  L-218.

2. Descriptif :

PREMIER EXPOSÉ : 14h00-15h00

Orateur : Floren Di Meglio (CAS, florent.di_meglio@mines-paristech.fr )

Titre : Contrôle frontière d'Equations aux Dérivées Partielles hyperboliques pour le forage pétrolier

Résumé : Le forage de puits de pétrole nécessite le pilotage de systèmes extrêmement longs (plusieurs kilomètres), avec des contraintes opératoires souvent strictes et mal connues. Les phénomènes de transports et de propagation d'ondes sont prépondérants dans de nombreuses situations: ondes mécaniques de torsion (phénomène de stick-slip), transport de matière et propagation d'ondes acoustiques (UnderBalanced Drilling), etc. Les défis sont nombreux du point de vue de l'automatique: stabilisation, rejet de perturbations, estimation d'états distribués, identification de paramètres... Après avoir présenté des solutions à certains de ces problèmes industriels, on s'intéressera à l'étude, plus générale, des systèmes hyperboliques multivariables du 1er ordre.

SECOND EXPOSÉ : 15h00 -16h00

Orateur : Sébastien Boisgerault (CAOR, sebastien.boisgerault@mines-paristech.fr)

Titre : Equations à Retards - Un Plaidoyer Pour les Systèmes Algébro-Différentiels

Résumé: La littérature concernant les modèles et les propriétés des systèmes dynamiques à retards est largement fragmentée en fonction des caractéristiques du système, par exemple selon que les retards soient ponctuels ou distribués, commensurables ou non, le type retardé ou neutre. En nous limitant aux systèmes linéaires et invariants dans le temps, nous présenterons des arguments, issus de la physique, de l'automatique et de l'algèbre qui militent pour l'introduction d'une classe de systèmes algébro-différentiels à retards qui à la fois contient et dépasse ces catégories classiques. Nous montrerons que la modélisation de ces systèmes, l'étude de l'existence de leurs solutions et de leur stabilité peuvent être menées dans le cas général.


Novembre : Jeudi 14 novembre 2013 de 14h00-16h00

Thème « Calcul à haute performance » :

1. Lieu :
Mines ParisTech, Bd Saint-Michel
salle  L-213.

2. Descriptif :

PREMIER EXPOSÉ : 14h00-15h00

Orateur :Claude Tadonki (CRI, claude.tadonki@mines-paristech.fr )

Titre : Quantum Chronodynamics simulations and efficient evaluation of the Wilson-Dirac operator

Résumé : Quantum Chromodynamics (QCD) is the theory of strong nuclear force, which is responsible for the interactions between subnuclear particles. QCD simulations are typically performed through the lattice gauge theory approach, which provides a discrete analytical formalism called LQCD (Lattice Quantum Chromodynamics).
LQCD simulations usually involve generating and then processing data on petabyte scale which demands multiple teraflop-years on supercomputers. Large parts of both, generation and analysis, can be reduced to the inversion of an extremely large matrix, the so-called Wilson-Dirac operator.
For this purpose, and because this matrix is always sparse and structured, iterative methods are definitely considered. Therefore, the procedure of the application of this operator, resulting in a vector-matrix product, appears as a critical computation kernel that should be optimized at the best. Evaluating the Wilson-Dirac operator involves symmetric stencil computations where each node has 8 neighbours. Such configuration is really hindering when it comes to memory accesses and data exchanges among processors. For current and future generations of supercomputers the hierarchical memory structure makes it hard for a standard physicist to write an efficient code. Addressing these issues amongst others to harvest an acceptable amount of computing cycles for actual needs, which means reaching a good level of efficiency, is the main topic of this talk.

SECOND EXPOSÉ : 15h00 -16h00

Orateur : Frédéric Magoules (Ecole Centrale Paris, Equipe Calcul à Haute Performance, frederic.magoules@ecp.fr )

Titre : Introduire le chaos dans les méthodes de décomposition de domaines

Résumé: L'évolution des ordinateurs permet désormais de résoudre de grands challenges dans les domaines de la médecine, la physique, la climatologie. Si les machines actuelles possèdent plusieurs centaines de milliers ou millions d'unités de calcul, les méthodes numériques, pour leur part, peinent à utiliser au mieux ces nouvelles architectures informatiques (précision et reproductibilité des calculs, robustesse des algorithmes, convergence des méthodes). Les méthodes de décomposition de domaines sont bien adaptées au calcul parallèle. En effet, la division d'un problème en plusieurs petits sous-problèmes, est un moyen naturel d'introduire le parallélisme. Mais dans le cas de plusieurs centaines de milliers ou millions de sous-problèmes ces méthodes sont-elles vraiment efficaces ?
Cet exposé présente comment les méthodes de décomposition de domaines ont évoluées au cours des années, et comment les conditions d'interfaces ont été optimisées pour accélérer la convergence de ces méthodes. Afin d'utiliser ces méthodes sur des machines massivement parallèles, l'algorithme itératif utilisé pour la résolution du problème interface doit également être modifié. Des itérations chaotiques sont ici proposées, lesquelles bien que permettant de s'affranchir de la synchronisation, introduisent des difficultés dans la convergence de l'algorithme.
Nous verrons que l'on peut prouver la convergence de la méthode de décomposition de domaines équipées d'itérations chaotiques, et des expériences numériques sur de nombreux exemples illustreront la robustesse et l'efficacité de l'approche proposée.


Décembre : Jeudi 12 décembre 2013 de 14h00-16h00

Thème « Image et robotique » :

1. Lieu :
Mines ParisTech, Bd Saint-Michel
salle  L-218.

2. Descriptif :

PREMIER EXPOSÉ : 14h00-15h00

Orateur : Emilie Wirbel (CAOR, emilie.wirbel@mines-paristech.fr)

Titre : Localisation par vision sur le robot NAO

Résumé : La localisation est un problème récurrent en robotique. Même si ce problème est de mieux en mieux traité et connu sur des plateformes adaptées (par exemple le CoreSLAM développé entre autres par le CAOR), il n'existe pas de solution absolument générique et dépourvue de contraintes. En particulier, les algorithmes classiques requièrent en général une certaine puissance de calcul ou des capteurs adaptés. Ces prérequis sont difficiles à obtenir sur un robot qui n'a pas été conçu dans ce but au départ. Le robot NAO, conçu par Aldebaran Robotics, possède bien deux caméras RGB, mais reste très contraint à la fois du point de vue de la puissance et des capteurs. Le but de cet exposé est de montrer comment utiliser l'information des caméras pour extraire malgré tout des informations de localisation satisfaisantes, permettant au robot de corriger sa trajectoire, d'estimer sa position et de naviguer. L'idée est de combiner des informations ponctuelles à base de points d'intérêt et des informations denses à base de corrélation d'images.

SECOND EXPOSÉ : 15h00 -16h00

Orateur : Bruno Figliuzzi (CMM, bruno.figliuzzi@mines-paristech.fr)

Titre : Modélisation du procédé de mise en peinture des tôles automobiles

Résumé: L'aspect visuel des pièces peintes d'une automobile contribue de façon significative à la qualité de l'ensemble du véhicule. Si les procédés industriels de dépôt de peinture employés au cours de la fabrication de l'automobile impactent de manière prépondérante l'aspect visuel des tôles revêtues, la qualité intrinsèque de la tôle utilisée n'en est pas moins un facteur essentiel de l'obtention de cet aspect. C'est pourquoi, du point de vue des producteurs d'acier, il est important de comprendre de quelle manière la topographie des tôles rugueuses influe sur la topographie après peinture. Au cours de cet exposé, nous présenterons divers modèles d'écoulement permettant de décrire le nivellement d'un film mince de peinture sur une surface rugueuse. Ces modèles insistent sur les propriétés physiques des peintures, dont la rhéologie est en général non-newtonienne. Une des difficultés majeures de l'étude est notamment la caractérisation de la rhéologie de la peinture dans la configuration géométrique des films minces. Une méthode a été développée qui permet, à partir d'images à intervalle régulier de la topographie de la surface du film au cours de son nivellement, d'identifier la rhéologie de la peinture. Cette méthode se base sur la résolution d'un problème inverse et l'utilisation de divers outils empruntés à l'analyse d'image.