Description
Le projet SAM (Systèmes Autonomes Mobiles) du Laboratoire I3S étudie la définition de systèmes de navigation pour des robots autonomes qui opèrent dans des milieux inconnus et non-structurés, et qui doivent construire, pendant leur opération, une carte de leur région de travail. En particulier, nous nous intéréssons au problème de suivi automatique de contours naturels avec des capteurs perceptuels de nature différente [1] [2] [3]. Nous avons mis en place sur le robot Phantom (voir description ci-dessus) des algorithmes qui permettent le suivi de contours entre des régions distinctes du fond de la mer. Pendant le suivi d'un countour, il est possible que le robot perde, pendant un certain intervalle de temps,  les conditions qui lui permettent d'observer le contour qu'il est en train de suivre. Pour garantir une observation complète du contour, il faut détecter ces événements, et reconduire localement le robot sur le contour, pour pouvoir alors continuer son observation. La génération automatique de ces événements (qui signalent la perte du contour) n'est pas encore faite, ce qui implique l'interruption manuelle de la tâche de suivi.
                                                                   
Le but de ce stage est de compléter l'architecture logicielle du Phantom, de façon à pouvoir acquérir  d'une manière complètement autonome une description  globale de tout le contour observé. Pour cela, il faudra définir un critère de qualité (ou de contraste) sur le contour détecté dans chaque image, et le test optimal qui détecte les situations de perte de suivi. Le résultat de ce test devra alors être pris en compte dans l'architecture de contrôle du robot, et déclencher un algorithme de planification de trajectoire, pour mener le robot de nouveau sur le contour, dans une condition favorable à son observation (le choix de la direction d'arrivé sur le contour est important). Un autre générateur d'événements doit signaler le retour sur le contour, de façon à permettre la reprise automatique du suivi.



Le robot sous-marin Phantom est un robot téléopéré depuis la surface à l'aide d'un cable (ombilical) qui le relie à des ordinateurs à terre. Le Phantom est équipé de deux propulseurs horizontaux qui permettent son déplacement dans le plan horizontal (avant/arrière, tourner à gauche et  à droite) et d'un moteur vertical qui contrôle son déplacement dans le plan vertical. Cette plate-forme est équipée de capteurs de navigation  (compas trois axes, gyroscope, capteur d'immersion (pression), et de compteurs qui mesurent la vitesse de rotation des axes de ses moteurs), et de capteurs qui permettent l'observation de l'environnement: une caméra vidéo (avec pan & tilt), un sonar profileur (à balayage mécanique, monté sur une plate-forme tilt) et un altimètre (mesure de l'altitude par rapport au fond de l'océan).


Ce travail devra être réalisé à l'I3S, avec la réalisation de quelques tests en mer, à l'Observatoire Océanographique de Villefranche-sur-Mer.


Connaissances requises
L'étudiant(e)  doit avoir des bonnes connaissances en Probabillités/Statistiques et en Traitement du Signal, et avoir une bonne expérience de programmation en C/C++.

Contacts
Maria-João Rendas (rendas@i3s.unice.fr) ou Christian Barat (barat@i3s.unice.fr)

Références

1. Image  Segmentation by Unsupervised Adaptive Clustering in the Distribution Space for UAV Guidance Along Sea-bed Boundaries Using Vision, A. Tenas,  M-J Rendas and J-P Folcher, Oceans'2001.
2. Using Statistical Mixture Models for Tracking Natural Underwater Boundaries, Maria João Rendas , Christian Barat , UUST 2003, New Hampshire, USA, October 2003.
3. Adaptive Sampling for Sand Bank Mapping Using an Autonomous Underrwater Vehicle Equipped of an Altimeter, ISESS 2003, Vienna. Austria, 2003.