Localisation d’une cordée de robots sous-marins

Localization of an underwater robot chain

• Auteur / Autrice : Juliette Drupt
• Direction : Vincent Hugel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique, signal, productique, robotique
• Date : Soutenance le 29/11/2023
• Etablissement(s) : Toulon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mer et Sciences (Toulon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Conception de Systèmes mécaniques et robotiques (Toulon ; 2014-....) - Laboratoire Informatique, signaux et systèmes (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)
• Jury : Président / Présidente : Vincent Creuze
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Juan D. Tardós, Maxime Ferrera, Andrew Ian Comport, Claire Dune
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Luc Jaulin, David Filliat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mer

Cartographie

Véhicules sous-marins

Robots sous-marins

Mots clés libres

Robotique sous-marine

Objets déformables

VSLAM

Underwater robotics

Deformable objects

VSLAM

Résumé

Les communications sans fil en temps réel étant impossibles sous l'eau, les véhicules sous-marinstélécommandés (ROV) sont reliés à une station de surface par une liaison physique. Des travaux récentscherchent à limiter les effets mécaniques exercés par ce câble en plaçant des ROV intermédiaires le long decelui-ci pour contrôler sa forme. Cette thèse étudie à la localisation d’un tel système, nommé cordée de robotssous-marins, à l'aide de capteurs embarqués.Il est possible de localiser un ROV par rapport à son environnement à partir de ses capteurs embarqués.Toutefois, le câble peut aussi être vu comme un atout dans la localisation de ROVs, puisque la forme 3D ducâble indique directement la position de celui-ci. Deux approches complémentaires sont étudiées : lalocalisation proprioceptive de la cordée via l’observation du câble et la localisation extéroceptive multi-agentspar rapport à l'environnement par localisation et cartographie visuelles simultanées.

Because real-time wireless communications are impossible underwater, underwater remotely operatedvehicles (ROVs) are connected to a surface station by a physical link. Recent works investigate limiting themechanical effects exerted by this cable by using intermediary ROVs to control its shape. This configuration iscalled an underwater robot chain and is the focus of the current thesis, which investigates its self-localizationusing embedded sensors.While ROV localization with respect to its environment can be estimated from its embedded sensors, the cablecan be taken as an advantage to localize the ROV at its end point given a knowledge of the cable’s 3D state.Two complementary approaches are studied: the proprioceptive localization of the chain based on anestimation of the 3D state of its cable parts using inertial measurements, and exteroceptive, multi-agentlocalization with respect to the environment using visual simultaneous localization and mapping techniques.