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Titre : Estimation de la Posture d'un Sujet Paraplégique en vue d'une Rééducation des Membres Inférieurs sous Stimulation Electrique Fonctionnelle Type de document : texte imprimé Auteurs : Gaël PAGES, Auteur Année de publication : 2006 Langues : Français (fre) Tags : ESTIMATION DE POSTURE PARAPLEGIE STIMULATION ELECTRIQUE FONCTIONNELLE (SEF) ROBOTIQUE ARITHMETIQUE D'INTERVALLES SATISFACTION DE CONTRAINTES (CSP) POSTURE ESTIMATION PARAPLEGIA FUNCTIONAL ELECTRICAL STIMULATION (FES) ROBOTICS INTERVAL ANALYSIS CONSTRAINT SATISFACTION PROBLEM (CSP) GENIE INFORMATIQUE, AUTOMATIQUE ET TRAITEMENT DU SIGNAL Index. décimale : THE Thèses de doctorat Résumé : de la thèse: Cette thèse contribue aux recherches menées dans le cadre de la restauration du mouvement sous stimulation électrique fonctionnelle (SEF) chez les paraplégiques. L'étude porte sur l'estimation de la posture à partir d'efforts volontairement exercés sur les poignées d'un cadre de support. Ceci est posé comme un problème de satisfaction de contraintes et résolu au travers d'algorithmes basés sur l'analyse par intervalles. Les contraintes sont définies à partir d'un modèle cinématique du corps humain. La méthodologie est capable de prendre en compte les incertitudes relatives aux quantités mesurées ou connues a priori. Des ensembles de postures solutions sont calculés et l'incertitude qui leur est associée est rigoureusement caractérisée. La méthode à été d'abord validée expérimentalement avec des sujets valides, utilisant deux capteurs d'efforts six-axes équipés sur les poignées d'un cadre de support, et fut finalement mise en œuvre lors d'expérimentations avec des patients paraplégiques.
This thesis presents a contribution for FES-induced movement in paraplegia. The feasibility of posture estimation from forces exerted voluntarily on the handles of a supporting frame during standing is investigated. The problem is stated as a constraint satisfaction problem and is solved with an algorithm based on interval analysis. The constraints are derived from a kinematic model of the human body. The methodology is capable to take in account any uncertainty in quantities that are either assumed known or measured. Uncertainty bounds are computed for the estimated posture. This method has been first validated with healthy subjects experiments, using two 6-axis force/torque sensors attached onto handles of a supporting frame, and was finally used and validated with paraplegic patients.Directeur(s) de thèse : FRAISSE P. Co-directeur(s) de thèse : GUIRAUD D. Président du jury : ZAPATA R. Rapporteur(s) : COLLE E.;ABBA G. Examinateur(s) : DIVOUX J.L.;FATTAL C. Date de soutenance : 08/12/2006 Estimation de la Posture d'un Sujet Paraplégique en vue d'une Rééducation des Membres Inférieurs sous Stimulation Electrique Fonctionnelle [texte imprimé] / Gaël PAGES, Auteur . - 2006.
Langues : Français (fre)
Tags : ESTIMATION DE POSTURE PARAPLEGIE STIMULATION ELECTRIQUE FONCTIONNELLE (SEF) ROBOTIQUE ARITHMETIQUE D'INTERVALLES SATISFACTION DE CONTRAINTES (CSP) POSTURE ESTIMATION PARAPLEGIA FUNCTIONAL ELECTRICAL STIMULATION (FES) ROBOTICS INTERVAL ANALYSIS CONSTRAINT SATISFACTION PROBLEM (CSP) GENIE INFORMATIQUE, AUTOMATIQUE ET TRAITEMENT DU SIGNAL Index. décimale : THE Thèses de doctorat Résumé : de la thèse: Cette thèse contribue aux recherches menées dans le cadre de la restauration du mouvement sous stimulation électrique fonctionnelle (SEF) chez les paraplégiques. L'étude porte sur l'estimation de la posture à partir d'efforts volontairement exercés sur les poignées d'un cadre de support. Ceci est posé comme un problème de satisfaction de contraintes et résolu au travers d'algorithmes basés sur l'analyse par intervalles. Les contraintes sont définies à partir d'un modèle cinématique du corps humain. La méthodologie est capable de prendre en compte les incertitudes relatives aux quantités mesurées ou connues a priori. Des ensembles de postures solutions sont calculés et l'incertitude qui leur est associée est rigoureusement caractérisée. La méthode à été d'abord validée expérimentalement avec des sujets valides, utilisant deux capteurs d'efforts six-axes équipés sur les poignées d'un cadre de support, et fut finalement mise en œuvre lors d'expérimentations avec des patients paraplégiques.
This thesis presents a contribution for FES-induced movement in paraplegia. The feasibility of posture estimation from forces exerted voluntarily on the handles of a supporting frame during standing is investigated. The problem is stated as a constraint satisfaction problem and is solved with an algorithm based on interval analysis. The constraints are derived from a kinematic model of the human body. The methodology is capable to take in account any uncertainty in quantities that are either assumed known or measured. Uncertainty bounds are computed for the estimated posture. This method has been first validated with healthy subjects experiments, using two 6-axis force/torque sensors attached onto handles of a supporting frame, and was finally used and validated with paraplegic patients.Directeur(s) de thèse : FRAISSE P. Co-directeur(s) de thèse : GUIRAUD D. Président du jury : ZAPATA R. Rapporteur(s) : COLLE E.;ABBA G. Examinateur(s) : DIVOUX J.L.;FATTAL C. Date de soutenance : 08/12/2006 Réservation
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Cote Support Localisation Section Notes Disponibilité THE-06 / 13203 Papier THESES NON CLASSES Disponible 
Titre : Génération de Trajectoires pour la Locomotion Artificielle et Commande à Horizon Fuyant avec l'Arithmétique d'Intervalles Type de document : texte imprimé Auteurs : F. LYDOIRE, Auteur Année de publication : 2004 Langues : Français (fre) Tags : COMMANDE PREDICTIVE NON LINEAIRE ARITHMETIQUE D'INTERVALLES SATISFACTION DE CONTRAINTES CONTRACTION ESTIMATION D'ETAT LOCOMOTION BIPEDE GENERATION DE TRAJECTOIRES GAITS GENERATION FOR ARTIFICIAL LOCOMOTION AND MODEL PREDICTIVE CONTROL USING INTERVAL ANALYSIS NONLINEAR PREDICTIVE CONTROL INTERVAL ANALYSIS CONSTRAINT SATISFACTION PROBLEM STATE ESTIMATION BIPED LOCOMOTION GAIT GENERATION GENIE INFORMATIQUE, AUTOMATIQUE ET TRAITEMENT DU SIGNAL Index. décimale : THE Thèses de doctorat Résumé : Ce mémoire présente deux contributions essentielles dans le domaine de la synthèse de commande pour la locomotion bipède. La première concerne la génération de démarches 3D en spécifiant le problème sous la forme d'une optimisation contrainte dans un espace de sortie ad hoc paramétrant le mouvement. La deuxième contribution traite de la synthèse d'une stratégie de commande prédictive posée comme un problème de satisfaction de contraintes et résolue par l'utilisation d'algorithmes de contraction de l'arithmétique d'intervalles. Une solution à l'estimation d'état avec l'arithmétique d'intervalles est également proposée.
This manuscript proposes two essential contributions in the field of control synthesis for biped locomotion. The first contribution deals with 3D gait generation specifying the problem as an optimisation one submitted to constraints defined in an ad hoc output space and describing the motion. The second contribution deals with the synthesis of a control strategy defined as a constraint satisfaction problem and solved using contraction algorithms taken from interval analysis. A solution to the state estimation problem with interval analysis is also proposed.Directeur(s) de thèse : DOMBRE E. Co-directeur(s) de thèse : POIGNET P. Président du jury : CROSNIER A. Rapporteur(s) : ESPIAU B.;JAULIN L. Date de soutenance : 13/12/2004 Génération de Trajectoires pour la Locomotion Artificielle et Commande à Horizon Fuyant avec l'Arithmétique d'Intervalles [texte imprimé] / F. LYDOIRE, Auteur . - 2004.
Langues : Français (fre)
Tags : COMMANDE PREDICTIVE NON LINEAIRE ARITHMETIQUE D'INTERVALLES SATISFACTION DE CONTRAINTES CONTRACTION ESTIMATION D'ETAT LOCOMOTION BIPEDE GENERATION DE TRAJECTOIRES GAITS GENERATION FOR ARTIFICIAL LOCOMOTION AND MODEL PREDICTIVE CONTROL USING INTERVAL ANALYSIS NONLINEAR PREDICTIVE CONTROL INTERVAL ANALYSIS CONSTRAINT SATISFACTION PROBLEM STATE ESTIMATION BIPED LOCOMOTION GAIT GENERATION GENIE INFORMATIQUE, AUTOMATIQUE ET TRAITEMENT DU SIGNAL Index. décimale : THE Thèses de doctorat Résumé : Ce mémoire présente deux contributions essentielles dans le domaine de la synthèse de commande pour la locomotion bipède. La première concerne la génération de démarches 3D en spécifiant le problème sous la forme d'une optimisation contrainte dans un espace de sortie ad hoc paramétrant le mouvement. La deuxième contribution traite de la synthèse d'une stratégie de commande prédictive posée comme un problème de satisfaction de contraintes et résolue par l'utilisation d'algorithmes de contraction de l'arithmétique d'intervalles. Une solution à l'estimation d'état avec l'arithmétique d'intervalles est également proposée.
This manuscript proposes two essential contributions in the field of control synthesis for biped locomotion. The first contribution deals with 3D gait generation specifying the problem as an optimisation one submitted to constraints defined in an ad hoc output space and describing the motion. The second contribution deals with the synthesis of a control strategy defined as a constraint satisfaction problem and solved using contraction algorithms taken from interval analysis. A solution to the state estimation problem with interval analysis is also proposed.Directeur(s) de thèse : DOMBRE E. Co-directeur(s) de thèse : POIGNET P. Président du jury : CROSNIER A. Rapporteur(s) : ESPIAU B.;JAULIN L. Date de soutenance : 13/12/2004 Réservation
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Cote Support Localisation Section Notes Disponibilité THE-04 / 11661 Papier THESES NON CLASSES Disponible Documents numériques
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Titre : Méthode Ensembliste pour une Reconstruction Tridimensionnelle Garantie par Stéréovision Type de document : texte imprimé Auteurs : B. TELLE, Auteur Année de publication : 2003 Langues : Français (fre) Tags : STEREOVISION ANALYSE PAR INTERVALLES INCERTITUDE PROPAGATION D'ERREUR GEOMETRIE EPIPOLAIRE IDENTIFICATION CALCUL GARANTI STEREOVISION INTERVAL ANALYSIS UNCERTAINTY ERROR PROPAGATION EPIPOLAR GEOMETRY IDENTIFICATION GUARANTEED COMPUTATION GENIE INFORMATIQUE, AUTOMATIQUE ET TRAITEMENT DU SIGNAL Index. décimale : THE Thèses de doctorat Résumé : Méthode ensembliste pour une reconstruction tridimensionnelle garantie par stéréovision Les équations de la vision 3D traduisent des problèmes inverses dont la résolution classique est peu stable du point de vue géométrique et numérique. Cette instabilité est due à une représentation de l'erreur qui utilise des hypothèses fortes sur la nature du bruit. Dans cette étude, nous utilisons le modèle d'erreur bornée pour représenter les imprécisions des données manipulées. Aucune hypothèse n'est faite sur la nature des bruits, celui ci est simplement bornée. L'analyse par intervalles offre alors à la fois des outils de calcul numérique robustes et un support géométrique adapté aux problématiques de la vision 3D. Des expérimentations sont réalisées pour l'étalonnage d'une caméra et la reconstruction 3D avec cet outil ensembliste. Elles sont réalisées à partir de modèles linéaires, d'images synthétiques et réelles. Nous observons alors que les solutions obtenues et leurs intervalles d'incertitude sont conformes à la réalité.
Ensemblist method for a 3D guaranteed reconstruction by stereovision Classical camera calibration and 3D reconstruction in stereovision are numerically and geometrically unstable problems. This instability is due to the error representation that uses strong assumptions about noise. We avoid these strong assumptions by using a bounded error model. We use interval analysis to handle with these inaccurate vision data. We show that this mathematical tool is well adapted for solving camera calibration and 3D reconstruction, specially when they are formulated as linear systems. Our algorithms are numerically robust and they furnish guaranteed results. Moreover uncertainty can be spread through the complete vision process. Experimentations have been realized with synthetic and real data. They validate our models.Directeur(s) de thèse : ALDON M.J. Président du jury : JOUVENCEL B. Rapporteur(s) : JAULIN L.;RIVES P. Examinateur(s) : VILAREM M.C.;RAMDANI M. Date de soutenance : 20/11/2003 Méthode Ensembliste pour une Reconstruction Tridimensionnelle Garantie par Stéréovision [texte imprimé] / B. TELLE, Auteur . - 2003.
Langues : Français (fre)
Tags : STEREOVISION ANALYSE PAR INTERVALLES INCERTITUDE PROPAGATION D'ERREUR GEOMETRIE EPIPOLAIRE IDENTIFICATION CALCUL GARANTI STEREOVISION INTERVAL ANALYSIS UNCERTAINTY ERROR PROPAGATION EPIPOLAR GEOMETRY IDENTIFICATION GUARANTEED COMPUTATION GENIE INFORMATIQUE, AUTOMATIQUE ET TRAITEMENT DU SIGNAL Index. décimale : THE Thèses de doctorat Résumé : Méthode ensembliste pour une reconstruction tridimensionnelle garantie par stéréovision Les équations de la vision 3D traduisent des problèmes inverses dont la résolution classique est peu stable du point de vue géométrique et numérique. Cette instabilité est due à une représentation de l'erreur qui utilise des hypothèses fortes sur la nature du bruit. Dans cette étude, nous utilisons le modèle d'erreur bornée pour représenter les imprécisions des données manipulées. Aucune hypothèse n'est faite sur la nature des bruits, celui ci est simplement bornée. L'analyse par intervalles offre alors à la fois des outils de calcul numérique robustes et un support géométrique adapté aux problématiques de la vision 3D. Des expérimentations sont réalisées pour l'étalonnage d'une caméra et la reconstruction 3D avec cet outil ensembliste. Elles sont réalisées à partir de modèles linéaires, d'images synthétiques et réelles. Nous observons alors que les solutions obtenues et leurs intervalles d'incertitude sont conformes à la réalité.
Ensemblist method for a 3D guaranteed reconstruction by stereovision Classical camera calibration and 3D reconstruction in stereovision are numerically and geometrically unstable problems. This instability is due to the error representation that uses strong assumptions about noise. We avoid these strong assumptions by using a bounded error model. We use interval analysis to handle with these inaccurate vision data. We show that this mathematical tool is well adapted for solving camera calibration and 3D reconstruction, specially when they are formulated as linear systems. Our algorithms are numerically robust and they furnish guaranteed results. Moreover uncertainty can be spread through the complete vision process. Experimentations have been realized with synthetic and real data. They validate our models.Directeur(s) de thèse : ALDON M.J. Président du jury : JOUVENCEL B. Rapporteur(s) : JAULIN L.;RIVES P. Examinateur(s) : VILAREM M.C.;RAMDANI M. Date de soutenance : 20/11/2003 Réservation
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Cote Support Localisation Section Notes Disponibilité THE-03 / 9906 Papier THESES NON CLASSES Disponible Documents numériques
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Titre : Planification et Re-Planification de Mouvements Sûrs pour les Robots Humanoïdes Type de document : texte imprimé Auteurs : Sébastien LENGAGNE, Auteur Année de publication : 2009 Langues : Français (fre) Tags : ROBOTS HUMANOIDES PLANIFICATION DE MOUVEMENTS RE-PLANIFICATION DE MOUVEMENTS VALIDITE DES CONTRAINTES ANALYSE PAR INTERVALLES OPTIMISATION SOUS-ENSEMBLES FAISABLES PLANNING AND RE-PLANNING OF SAFE MOTIONS FOR HUMANOID ROBOTS HUMANOID ROBOTS MOTION PLANNING MOTION RE-PLANNING CONSTRAINTS VALIDITY INTERVAL ANALYSIS OPTIMIZATION FEASABLE SUB-SETS. Index. décimale : THE Thèses de doctorat Résumé : Ces travaux de thèse traitent de la génération de mouvements optimaux pour les robots humanoïdes. La plupart des méthodes de génération de mouvements sont inspirées de celles utilisées pour les robots manipulateurs. Elles se basent sur l'utilisation d'un algorithme d'optimisation qui nécessite une paramétrisation du mouvement ainsi qu'une discrétisation temporelle des contraintes définissant les limites physiques du robot. Nous montrons qu'une discrétisation faite à partir d'une grille temporelle peut compromettre la sécurité et l'intégrité des robots. De ce fait, nous proposons une nouvelle méthode de discrétisation garantie qui calcule les extrema des contraintes sur des intervalles de temps couvrant toute la durée du mouvement. Cette méthode de discrétisation pour le calcul des contraintes, nécessite un temps de calcul important. Nous avons, donc, développé une méthode hybride qui assure la validité des contraintes pour des temps de calcul comparables à celui des méthodes classiques. Cette méthode nous permet ainsi de générer une base de données de mouvements que nous avons utilisée lors d'une expérimentation de suivi de cible mobile. Nous sommes, donc, en mesure de générer un mouvement optimal parfaitement adapté à une configuration de l'environnement. Cependant, aucune méthode ne dispose d'un temps de calcul qui permette de réagir rapidement à une modification de l'environnement. Par conséquent, nous présentons une méthode de re-planification qui permet de générer un nouveau mouvement à partir d'un mouvement optimal calculé précédemment. Pour cela, nous calculons, hors-ligne, un sous-ensemble faisable autour des paramètres du mouvement qui vérifient les limites du robot. La re-planification consiste, alors, à chercher, en ligne, dans ce sous-ensemble les paramètres qui satisfont la nouvelle configuration de l'environnement. Nous avons testé la méthode de re-planification avec un mouvement de coup de pied où la position de la balle varie et nous obtenons un mouvement adapté en 1.5 s de temps de calcul.
These works deal with the computation of optimal motions for the humanoid robots. Most of the motion planning methods come from the motion planning of the manipulator robots. They rely on optimization algorithms which need a motion parametrization and a time-discretization of the constraints that define the physical limits of the robot. We show that a time-grid discretization is hazardous for the safety and the integrity of the robot. That is why, we propose a new method for the guaranteed discretization that computes the extrema of the constraints over time-interval that covers the whole motion duration. This method of discretization is time consuming. Thus, we developped a hybrid method that ensures the constraint validity within the same range of time of the state-of-the-art methods. With this method, we created a database of motions to follow a moving target. Consequently, we can generate an optimal motion that fits to the environment. However, there is no method which is fast enough to compute a new motion adapted to a new environment. Thus, we present a re-planning method that produces a new motion from a previous one. To do it, we compute, offline, a feasable sub-set around the motion that respects the constraint validity. The re-planning process consists in finding, in this sub-set, a new motion that is adapted to the new environment. We tested this re-planning method with a kicking motion where the position of the ball changes and we are able to find and adapted motion within 1.5s of CPU-time.Directeur(s) de thèse : FRAISSE P. Co-directeur(s) de thèse : RAMDANI N. Rapporteur(s) : JAULIN L.;SOUERES P. Examinateur(s) : GUIRAUD D.;BEN OUEZDOU F. Date de soutenance : 21/10/2009 Planification et Re-Planification de Mouvements Sûrs pour les Robots Humanoïdes [texte imprimé] / Sébastien LENGAGNE, Auteur . - 2009.
Langues : Français (fre)
Tags : ROBOTS HUMANOIDES PLANIFICATION DE MOUVEMENTS RE-PLANIFICATION DE MOUVEMENTS VALIDITE DES CONTRAINTES ANALYSE PAR INTERVALLES OPTIMISATION SOUS-ENSEMBLES FAISABLES PLANNING AND RE-PLANNING OF SAFE MOTIONS FOR HUMANOID ROBOTS HUMANOID ROBOTS MOTION PLANNING MOTION RE-PLANNING CONSTRAINTS VALIDITY INTERVAL ANALYSIS OPTIMIZATION FEASABLE SUB-SETS. Index. décimale : THE Thèses de doctorat Résumé : Ces travaux de thèse traitent de la génération de mouvements optimaux pour les robots humanoïdes. La plupart des méthodes de génération de mouvements sont inspirées de celles utilisées pour les robots manipulateurs. Elles se basent sur l'utilisation d'un algorithme d'optimisation qui nécessite une paramétrisation du mouvement ainsi qu'une discrétisation temporelle des contraintes définissant les limites physiques du robot. Nous montrons qu'une discrétisation faite à partir d'une grille temporelle peut compromettre la sécurité et l'intégrité des robots. De ce fait, nous proposons une nouvelle méthode de discrétisation garantie qui calcule les extrema des contraintes sur des intervalles de temps couvrant toute la durée du mouvement. Cette méthode de discrétisation pour le calcul des contraintes, nécessite un temps de calcul important. Nous avons, donc, développé une méthode hybride qui assure la validité des contraintes pour des temps de calcul comparables à celui des méthodes classiques. Cette méthode nous permet ainsi de générer une base de données de mouvements que nous avons utilisée lors d'une expérimentation de suivi de cible mobile. Nous sommes, donc, en mesure de générer un mouvement optimal parfaitement adapté à une configuration de l'environnement. Cependant, aucune méthode ne dispose d'un temps de calcul qui permette de réagir rapidement à une modification de l'environnement. Par conséquent, nous présentons une méthode de re-planification qui permet de générer un nouveau mouvement à partir d'un mouvement optimal calculé précédemment. Pour cela, nous calculons, hors-ligne, un sous-ensemble faisable autour des paramètres du mouvement qui vérifient les limites du robot. La re-planification consiste, alors, à chercher, en ligne, dans ce sous-ensemble les paramètres qui satisfont la nouvelle configuration de l'environnement. Nous avons testé la méthode de re-planification avec un mouvement de coup de pied où la position de la balle varie et nous obtenons un mouvement adapté en 1.5 s de temps de calcul.
These works deal with the computation of optimal motions for the humanoid robots. Most of the motion planning methods come from the motion planning of the manipulator robots. They rely on optimization algorithms which need a motion parametrization and a time-discretization of the constraints that define the physical limits of the robot. We show that a time-grid discretization is hazardous for the safety and the integrity of the robot. That is why, we propose a new method for the guaranteed discretization that computes the extrema of the constraints over time-interval that covers the whole motion duration. This method of discretization is time consuming. Thus, we developped a hybrid method that ensures the constraint validity within the same range of time of the state-of-the-art methods. With this method, we created a database of motions to follow a moving target. Consequently, we can generate an optimal motion that fits to the environment. However, there is no method which is fast enough to compute a new motion adapted to a new environment. Thus, we present a re-planning method that produces a new motion from a previous one. To do it, we compute, offline, a feasable sub-set around the motion that respects the constraint validity. The re-planning process consists in finding, in this sub-set, a new motion that is adapted to the new environment. We tested this re-planning method with a kicking motion where the position of the ball changes and we are able to find and adapted motion within 1.5s of CPU-time.Directeur(s) de thèse : FRAISSE P. Co-directeur(s) de thèse : RAMDANI N. Rapporteur(s) : JAULIN L.;SOUERES P. Examinateur(s) : GUIRAUD D.;BEN OUEZDOU F. Date de soutenance : 21/10/2009 Réservation
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Cote Support Localisation Section Notes Disponibilité THE-09 / 13760 Non renseigné THESES NON CLASSES Disponible
