Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-04-29Bitstream added on 2014-06-13T18:08:12Z : No. of bitstreams: 1 marques_aps_me_prud.pdf: 1844754 bytes, checksum: 98269ab519565c997b4f261950db8198 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo desta pesquisa consiste na elaboração de mapas áudio-dinâmicos em múltiplas escalas automáticas, para um Sistema de Navegação e Guia de Rota em Automóvel (SINGRA). O projeto das representações cartográficas foi dividido em duas fases: projeto de composição geral e projeto áudio-gráfico. Os mapas visuais dinâmicos foram elaborados com base nos princípios da comunicação cartográfica e da percepção visual, com ênfase nas operações de generalização. A área de estudo apresenta uma malha urbana com diferentes tipos de vias, cruzamentos e limites de velocidade. Os mapas foram projetados para serem exibidos em um monitor de pequeno formato (sete polegadas), com alta resolução, e um total de quatro escalas de representação foi determinado: 1/10.000, 1/5.000, 1/2.500 e 1/1.000. Tais escalas foram definidas em função do tamanho da mídia de apresentação e do tipo de tarefa tática. Os mapas generalizados foram obtidos pela aplicação das operações de simplificação, exagero e deslocamento, sobre uma base cartográfica na escala 1/1.000. As representações áudio-dinâmicas foram produzidas a partir de variáveis áudio-dinâmicas. As mensagens de voz foram pré-gravadas na voz feminina, executadas em sincronia com as informações visuais. O projeto foi implementado em um SINGRA disponível na FCT-UNESP, a partir do compilador Visual Basic e da biblioteca MapObjects. Ao comparar o sistema de múltiplas escalas com o de escala única, observa-se que os novos mapas adaptados ao contexto de direção do motorista, podem permitir que o usuário receba a informação de acordo com a tarefa de navegação desenvolvida ao longo da rota... / The aim of this research is to design and implement an automatics multi-scale and audio-dynamic map for an In-Car Route Guidance and Navigation System (RGNS). The design was organized in two stages: general composition and auditory-graphic design. The visual-dynamic maps were designed based on cartographic communication principles and visual perception, especially on the generalization operators. The area of study presents an urban network with different types of roads, nodes, and speed limits. The maps were designed for a small-screen display, and a total of four different scales were employed: 1:10.000, 1:5.000, 1:2.500 and 1:1.000. These scales were chosen according to the media size and type of tactical task. The maps were derived from an accurate cartographic database at scale of 1:1000, by applying generalization techniques, such as simplification, displacement, and enhancement. The audio-dynamic representations were produced by taking account a set of audio-dynamic variables. The voice messages were recorded in a female voice, and they were presented with visual information, simultaneously. The design was implemented in a navigation system, which is available in the Faculty of Sciences and Technology, by using Visual Basic compiler and MapObjects library. The results of comparison between the automatic multiple-scale and single scale system show that the new system, enhanced driver's context, can allow the user receiving information according to the tasks performed along of the route. From the employment of generalization technique it was possible to present in a properly way the amount of information in the display, in which it can contribute for reducing navigational errors and visual demand, when compared with single-scale map ... (Complete abstract click electronic access below)

Le travail effectué au cours de cette thèse tente d’apporter une solution algorithmique à la problématique de l’estimation de l’état d’un mini-drone en vol qui soit compatible avec les exigences d’embarquabilité inhérentes au système. Il a été orienté vers les méthodes d’estimation non linéaire à base de modèles. Les algorithmes d’estimation, d’état ou de paramètres, et de contrôle apparaissent primordiaux, lorsque la technologie des capteurs et des actionneurs, pour des raisons de coût et d’encombrement essentiellement, ne permet pas de disposer de capacités illimitées. Ceci est particulièrement vrai dans le cas des micro- et des mini-drones. L’estimation permet de fusionner en temps réel les informations imparfaites provenant des différents capteurs et de fournir une estimation, par exemple de l’état du drone (orientation, vitesse, position) au calculateur embarqué où sont implémentés les algorithmes de commande de l’engin. Ce contrôle de l’appareil doit garantir sa stabilité en boucle fermée quelque soit l’ordre de consigne fourni directement par l’opérateur ou par tout système automatique de gestion du vol et assurer que celle-ci soit correctement recopiée. Estimation et commande participent donc grandement au succès de toute mission. Une dimension extrêmement importante qui a conditionné les travaux entrepris tout au long de cette thèse concerne la capacité d’emport des mini-drones que nous considérons. En effet, celle-ci, relativement limitée, et couplée à la volonté de ne pas grever les budgets de développement de tout mini-drone, autorise uniquement l’intégration de matériels dits bas-coûts. Malgré les progrès significatifs de la miniaturisation et l’augmentation continuelle des capacités de calcul embarqué (loi de Moore), les mini-drones d’intérêt considérés ici n’embarquent donc que des capteurs aux performances limitées dans un contexte où cette catégorie d’engins autonomes est amenée à être de plus en plus fréquemment exploitée pour remplir des missions elles-mêmes toujours plus nombreuses. Celles-ci requièrent notamment que de tels drones puissent de manière sûre s’insérer et partager l’espace aérien civil moyennant le passage d’une certification de leur vol au même titre que pour les avions de transport des différentes compagnies aériennes. Dès lors, face à cet enjeu de sécurisation des vols de mini-drones, la consolidation de la connaissance de l’état de l’aéronef par des techniques d’estimation devient un tâche essentielle pour en assurer le contrôle, y compris en situations dégradées (pannes capteurs, perte occasionnelle de signaux, bruit et perturbations environnantes, imperfections des moyens de mesure, etc). Tenter de répondre à cet enjeu conduit naturellement le chercheur à s’attaquer à des problèmes relativement nouveaux, en tout cas pas forcément aussi proches de ceux qui se posent dans le secteur de l’aéronautique civile ou militaire, où le système avionique est sans commune mesure avec celui sur lequel nous avons travaillé dans cette thèse. Ce travail à tout d’abord consisté à définir une modélisation dynamique descriptive du vol des mini-drones étudiés, suffisamment générique pour être appliquée à différents types de minidrones (voilure fixe, multirotor, etc). Par la suite, deux algorithmes d’estimation originaux, dénommés IUKF et -IUKF, exploitant ce modèle, ont été développés avant d’être testés en simulation puis sur données réelles pour la version -IUKF. Ces deux méthodes transposent le cadre générique des observateurs invariants au cas de l’estimation non linéaire de l’état d’un système dynamique par une technique de type Unscented Kalman Filter (UKF) qui appartient à la classe plus générale des algorithmes de filtrage non linéaire de type Sigma Point (SP). La solution proposée garantit un plus grand domaine de convergence de l’estimé que les techniques plus traditionnelles. / This thesis presents the study of an algorithmic solution for state estimation problem of unmanned aerial vehicles, or UAVs. The necessary resort to multiple miniaturized low-cost and low-performance sensors integrated into mini-RPAS, which are obviously subjected to hardspace requirements or electrical power consumption constraints, has led to an important interest to design nonlinear observers for data fusion, unmeasured systems state estimation and/or flight path reconstruction. Exploiting the capabilities of nonlinear observers allows, by generating consolidated signals, to extend the way mini-RPAS can be controlled while enhancing their intrinsic flight handling qualities.That is why numerous recent research works related to RPAS certification and integration into civil airspace deal with the interest of highly robust estimation algorithm. Therefore, the development of reliable and performant aided-INS for many nonlinear dynamic systems is an important research topic and a major concern in the aerospace engineering community. First, we have proposed a novel approach for nonlinear state estimation, named pi-IUKF (Invariant Unscented Kalman Filter), which is based on both invariant filter estimation and UKF theoretical principles. Several research works on nonlinear invariant observers have been led and provide a geometrical-based constructive method for designing filters dedicated to nonlinear state estimation problems while preserving the physical properties and systems symmetries. The general invariant observer guarantees a straightforward form of the nonlinear estimation error dynamics whose properties are remarkable. The developed pi-IUKF estimator suggests a systematic approach to determine all the symmetry-preserving correction terms, associated with a nonlinear state-space representation used for prediction, without requiring any linearization of the differential equations. The exploitation of the UKF principles within the invariant framework has required the definition of a compatibility condition on the observation equations. As a first result, the estimated covariance matrices of the pi-IUKF converge to constant values due to the symmetry-preserving property provided by the nonlinear invariant estimation theory. The designed pi-IUKF method has been successfully applied to some relevant practical problems such as the estimation of Attitude and Heading for aerial vehicles using low-cost AH reference systems (i.e., inertial/magnetic sensors characterized by low performances). In a second part, the developed methodology is used in the case of a mini-RPAS equipped with an aided Inertial Navigation System (INS) which leads to augment the nonlinear state space representation with both velocity and position differential equations. All the measurements are provided on board by a set of low-cost and low-performance sensors (accelerometers, gyrometers, magnetometers, barometer and even Global Positioning System (GPS)). Our designed pi-IUKF estimation algorithm is described and its performances are evaluated by exploiting successfully real flight test data. Indeed, the whole approach has been implemented onboard using a data logger based on the well-known Paparazzi system. The results show promising perspectives and demonstrate that nonlinear state estimation converges on a much bigger set of trajectories than for more traditional approaches.

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Due to the shortage of geographical information suitable for the visually impaired, the current navigation systems fail to provide high quality performance. The results of an international survey on the user needs are discussed in this article. A collaborative accessibility approach (COACH) is proposed to not only extend accessible geo-information, but also offer an opportunity to share experiences among peers. Related topics are addressed, like map data, multimodal annotation, and privacy.

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Les travaux présentés dans cette thèse ont porté sur l’étude de faisabilité technique et logicielle du système i-GUIDE, système interactif de guidage des personnes dans les hypermarchés. Nous avons détaillé l’analyse fonctionnelle du besoin du système. Ensuite, nous avons étudié l’impact de l’intégration du système dans le magasin à travers le diagramme BPMN. Nous avons opté pour l’approche UML pour décrire les principales fonctionnalités de notre système ainsi que les objets nécessaires pour son bon fonctionnement. Une architecture du système i-GUIDE, basée sur la technologie RFID avec une application sous Android, a été présentée. Par ailleurs, nous avons proposé des approches d’optimisation de parcours dans un hypermarché basées sur la méthode de recherche tabou pour deux problèmes. Pour le premier problème, nous avons choisi le critère de la plus courte distance pour la détermination du chemin et pour le deuxième nous avons ajouté une contrainte de temps pour des articles en promotion. Avant de chercher le chemin le plus court à parcourir pour trouver les articles existants dans la liste de courses, nous avons proposé une méthode pour ladétermination des distances entre les articles de l’hypermarché pris deux à deux / The present work focuses on the technical feasibility study of i-GUIDE system which is a real time indoor navigation system dedicated to assist persons inside hypermarkets. We detailed its functional analysis. Then, we studied the impact of integrating the system inside hypermarkets. We opted for an UML design to describe its main functionalities and objects required. We presented architecture of i-GUIDE system based on RFID technology with an Android application. Furthermore, we introduced optimization approaches based on tabu search to compute the route visiting items existing in a shopping list for two problems. The first one treats the shortest path to pick up items and the second one adds a time constraint for promotional items. Before computing the shortest path, we introduced a method to determine distance between each two items existing in the hypermarket

Thèse qui propose d'analyser le processus de construction de la politique spatiale européenne. La question au coeur de la recherche est de comprendre pourquoi, alors qu’il fut initialement décidé de ne pas s’en remettre au cadre offert pas la Communauté pour européaniser les efforts naissants de coopération spatiale, put-on assister, à la fin des années 1980, à une implication grandissante de la Communauté européenne, qui se traduisit progressivement par une nouvelle européanisation du spatial ?La thèse défendue est que, loin de résulter uniquement de la confrontation et du choc des intérêts portés par les différents Etats, la politique spatiale européenne a été progressivement construite au travers d’un parcours historique dans lequel ont été impliqués différents espaces sociaux régis par des référentiels et des normes qui leur sont propres. / Doctorat en Sciences politiques et sociales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

This diploma thesis deals with processing of measured data from inertial navigation system in order these could be used for stabilization. There is general information about aerial vehicles called copters with emphasis on four-rotor construction called quadrocopter at first. Then mathematical model of quadrocopter in state space form is derived, the particular implementation of university developed quadrocopter is described and the design of data processing algorithm is presented with measured results. Finally achieved results are discussed.

This paper deals with study of inertial navigation, global navigation satellite system, and their fusion into the one navigation solution. The first part of the work is to calculate the trajectory from accelerometers and gyroscopes measurements. Navigation equations calculate rotation with quaternions and remove gravity sensed by accelerometers. The equation’s output is in earth centred fixed navigation frame. Then, inertial navigation errors are discussed and focused to the bias correction. Theory about INS/GNSS inte- gration compares different integration architecture. The Kalman filter is used to obtain navigation solution for attitude, velocity and position with advantages of both systems.