Thesis of Joris Tillet

Thesis

Grant : DGA + ARED (région)
Start : October 2018.
Superviser : Luc Jaulin and Fabrice Le Bars
Title : Safe Localization and Control of a Deported Underwater Sensor

Defense

Defense : 2021 October 18 at 16:00, Brest, Amphi 1, ENSTA-Bretagne
Manuscript :
The defense starts at 16:00. Fifteen minutes before, open the Teams link :

Jury

Lionel Lapierre (HDR, rapporteur)
Martine Cébério (PU, rapporteur) --> online
Andreas Rauh (PU, examinateur)
Reda Boukezzoula (PU, examinateur)
Fabrice Le Bars (MCF, co-encadrant)
Luc Jaulin (PU, directeur de thèse)
Jean-Daniel Masson (DGA) (invité)

La thèse s'est faite en présentiel. Martine et Jean-Daniel étaient en distanciel.

Rapport de Martine Cébério :

Rapport de Lionel Lapierre :

Rapport de soutenance :

Abstract

The exploration of the oceans becomes more and more reachable thanks to still more performing robots. Research in underwater robotics has already made possible the development of efficient unmanned underwater vehicles. The purpose of this thesis comes within the scope of this still active research field. Mainly, two different problems are studied to deal with underwater exploration. Firstly, the control of a deported vehicle allows acquiring accurate data from quickly per- turbable sensors. As an example, a magnetometer is a sensor that measures the local magnetic field. By using such a sensor, it is possible to build a magnetic map of the explored area, allowing to spot out submarine communications cable, some wrecks, or geological anomalies. It requires to be deported from the main vehicle in order to avoid perturbations from the engines. Thus the strategy consists in towing the sensor while controlling its trajectory. Secondly, the reliable localization of an underwater system is crucial for exploiting the gathered information. Indeed, when scanning an area, it is necessary to have enough accurate localization to be sure the scan is complete. In addition, the localization allows placing the made measurements on a map to be sure one can find attractive targets back.

Vidéo de la soutenance

Defense of Joris Tillet

Experiment

Autonomous construction of a magnetic map at 11:00 by the autonomous robot Saturne on the soccer field of ENSTA-Bretagne:

Séminaire satellite d'Andreas Rauh, 14h

Andreas Rauh is a member of the jury of Joris. He will present some recent works related to interval analysis and dynamical systems.
Andreas is Professor with the Department of Computing Science, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Germany; Head of the group Distributed Control of Interconnected Systems. Last year, he was invited researcher at ENSTA Bretagne (ROBEX, Lab-STICC).
Titre : Quantification des erreurs de troncation dans le domaine temporel pour la réinitialisation des intégrateurs fractionnaires
Room: Amphi 2. No virtual alternative is proposed.
Résumé. Les équations différentielles d'ordre fractionnaire (anglais: FDE - fractional differential equations) sont caractérisées par le fait que les ordres des dérivées ne sont pas donnés par des valeurs entières (comme classiquement, p.ex., pour un système mécanique, où la vitesse correspond à la première dérivée temporelle de la position). D'un côté, cette généralisation de la notion des dérivées, qui utilise des ordres non-entièrs, nous donne la possibilité de trouver des représentations linéaires pour la dynamique, même si les solutions autonomes ne sont pas seulement composées des fonctions sinusoïdales, exponentielles ou des monômes du temps. D'un autre côte, on peut également utiliser ces modèles fractionnaires pour traiter des effets d'une mémoire infinie du passé des pseudo états. Malgré l'existence de nombreuses applications - comme les amortisseurs rhéologiques ou des phénomènes électrochimiques - qui sont effectivement modélisées par les FDEs, le traitement numérique devient complexe si la procedure d'intégration des FDEs doit être réinitialisée comme dans des approches prédicteur-correcteur pour l'estimation d'état. Pour quantifier proprement les erreurs de troncation, qui arrivent dans ce cas, je présente une approche nouvelle basée sur la synthèse d'un observateur par intervalles qui va être illustrée pour les phases de charge et décharge des batteries.

Publications de Joris

M. Le Gallic, J. Tillet, L. Jaulin and F. Le Bars. Tight slalom control for sailboat robots, IRSC'2018, Southampton.

J. Tillet, L. Jaulin, F. Le Bars (2020). Non-linear control under state constraints with validated trajectories for a mobile robot towing a trailer, IROS 2020 , Las Vegas.