Reproduction de : Thèse de doctorat : Science des matériaux : Université de Cergy-Pontoise : 2006. / Titre provenant de l'écran titre. Bibliogr. p.133-134. Index.

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L’estimation de pose et l’interaction 3D sont les fondements de base d’un système de réalité augmentée (RA). L’objectif de cette thèse étant de traiter ces deux problématiques, nous présentons dans ce mémoire un état de l’art qui regroupe : approches, techniques et technologies relatives à l’estimation de pose et à l’interaction 3D en RA. Puis nous faisons le bilan sur les travaux menés jusqu'à aujourd’hui.A cet effet, nos contributions dans ce vaste domaine sont dans les deux parties : vision et interaction 3D. Nous avons proposé un nouveau détecteur et descripteur binaire nommé MOBIL qui effectue une comparaison binaire des moments géométriques. Par la suite nous avons proposé deux améliorations de notre descripteur. MOBIL_2B et POLAR_MOBIL.En outre, nous avons utilisé notre descripteur avec l’approche PTAM (Parallel Tracking and Mapping) afin d’assurer le recalage des objets virtuels en immersion mobile de l’utilisateur en RA.Nous avons également proposé une technique d’interaction pour la RA, appelée « Zoom-in » qui facilite la sélection et la manipulation des objets virtuels distants. Cette technique est basée sur le zoom de l’image et des objets virtuels recalé sur l’image. Les objets virtuels sont mis à la portée de l’utilisateur en gardant le recalage par rapport à la scène.Ce mémoire se termine par une conclusion générale qui fait le point sur l’essentiel de ce travail et ouvre de nouvelles perspectives. / Pose estimation and 3D interaction are the essential basis for any Augmented Reality (AR) system. We aim to treat those two fields in order to offer a pertinent AR system that allows a mobile immersion and natural interaction. In this optic, this thesis provides an overall consistent state of the art in both pose estimation and 3D interaction for AR.In addition, this thesis details our contributions that consists of MOBIL: a binary descriptor that compares geometric moments of the patch through a binary test. Two improvements of this descriptor: MOBIL_2B and POLAR_MOBIL are proposed in order to enhance its robustness.We used this descriptor with PTAM technique to ensure the user pose estimation respectively for the selection/manipulation task and the navigation task.On the other hand, we proposed a novel 3D interaction technique called “Zoom-In”, designed for augmented reality applications. This technique is based on the zoom of the captured image. It calculates the 3D transformation relative to the selected object. This technique allows user selecting and manipulating distant virtual objects by bringing them within the user arm’s reach by zooming in the captured image, and re-estimating the user pose thanks to our proposed descriptor. Finally, we present a conclusion that describes the essential of this work and provide perspective and future work.

Thèse de doctorat : Physique et physico-chimie de la matière et des matériaux : Metz : 2001. / Thèse : 2001METZ029S. Bibliogr.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Traitement de l'image et mathématiques appliquées : Reims : 2005. / Titre provenant de l'écran titre. Bibliogr. f. 185-193.

Dans ce travail de thèse tant théorique que numérique, on étudie les différentes instabilités pouvant se développer dans un milieu poreux saturé par un fluide viscoélastique et chauffé par le bas. La formulation mathématique des équations de ce problème repose sur la loi phénoménologique de Darcy généralisée à un fluide viscoélastique vérifiant l’approximation de Boussinesq. Ce problème admet une solution de conduction, et on trouve que deux types de structures sont susceptibles d’apparaître lorsque l’état de conduction perd sa stabilité : des structures stationnaires et des structures oscillatoires. Les seuils d’apparition de ces structures sont étudiés en fonction des paramètres adimensionnés du problème, à savoir le nombre de Rayleigh, les temps de relaxation et de retardation associés à l’élasticité du fluide. Une étude linéaire et non linéaire est donc menée. Il est intéressant de noter qu’une compétition entre les structures stationnaires et oscillatoires peut exister au voisinage d’un point appelé point de codimension 2. Une analyse non linéaire est donc menée au voisinage de ce point et est confrontée aux résultats issus des simulations numériques. Enfin, s’appuyant sur les propriétés de mélanges binaires des fluides viscoélastiques, une étude théorique est réalisée et nous montrons qu’il y a une compétition entre deux régimes : un régime où la viscoélasticité est dominante et un autre où l’aspect mélange binaire l’emporte. Ce résultat permet d’expliquer certaines observations expérimentales. / In this theoretical and numerical work, we study differents instabilities which can develop in a porous media saturated by viscoelastic fluid and heated from below. The mathematical formulation of the equations of this problem is based on phenomenological Darcy law generalized to a viscoelastic fluid verifying Boussinesq estimate. This problem admits a solution of conduction, and we find that two types of structures may appear when the conduction state loses his stability : stationary and oscillatory structures.The apparition thresholds of these thermo-convectives structures are studied and depend on the non-dimensionnalized parameters of the problem, Rayleigh number, relaxation and retardation time associated to the fluid elasticity. A linear and non linear stability is also realized. It is interesting to note that it can have a competition between stationary and oscillatory structures near a point named codimension 2 point. A linear analysis is also realized near this point and is compared to the numerical simulation results.Finally, by taking into account binary mixtures properties of the viscoelastic fluids, a theoretical study is realized and we show that there is a competition between two states : a state in which viscoelasticity is dominant and another state in which binaries properties are also dominants. This result can explain experimental observations.

La robotique actuelle est principalement limitée à des tâches de positionnement rapide d'outils. En effet, malgré beaucoup d'efforts de recherche et développement, les robots classiques ont peu de succès pour les tâches d'interaction avec des environnements incertains. De plus, la faible densité massique de puissance des systèmes d'actionnement classique (moteur électrique, réducteur et joint) est contraignante pour les robots mobiles et les mécanismes des véhicules où la masse est critique. Le laboratoire CAMUS explore une nouvelle architecture robotique qui consiste à remplacer les composants complexes (joints, roulements, engrenages, moteurs, etc.) par une structure flexible incluant plusieurs éléments actifs (muscles artificiels). Les avantages d'une telle architecture sont la légèreté, la redondance des actionneurs et la faible impédance passive, des atouts particulièrement intéressants pour la robotique et les mécanismes en aérospatiale. Cette approche est étudiée dans un premier temps en développant des robots constitués d'un corps flexible en polymère incluant plusieurs petits muscles pneumatiques intégrés. Ce mémoire documente le développement d'une méthode de contrôle adaptée à cette nouvelle architecture, car les méthodes classiques ne sont pas applicables. La méthode de contrôle proposée, le contrôle par vecteur d'influence, permet de contrôler une sortie vectorielle (multivariable), comme une position où une force, en recrutant des actionneurs selon leurs vecteurs d'influence sur cette sortie. La méthode ne nécessite pas de modèle analytique car les vecteurs d'influence sont identifiés expérimentalement, ce qui s'avère un atout majeur puisque qu'il est très difficile d'obtenir des modèles précis de systèmes cellulaires. Pour le contrôle en position, le contrôleur proposé utilise une approche probabiliste et un algorithme génétique pour déterminer la combinaison optimale d'actionneurs à recruter. Pour le contrôle de mouvements continus, le contrôleur utilise une approche par surface de glissement et une loi de contrôle indépendante pour chacun des actionneurs. La méthode de contrôle proposée est validée expérimentalement sur un robot prototype utilisant vingt muscles pneumatiques binaires intégrés dans une structure souple en polymère. Les résultats expérimentaux confirment 1'efficacité de la méthode et son habileté à tolérer des perturbations massives et des pannes d'actionneurs.

Cette thèse propose un nouveau type de systèmes de ré-écriture, appelé les systèmes de réécriture fonctionnels. Nous montrons que notre modèle a la puissance d'expression des systèmes de ré-écriture et qu'il est bien adapté à l'étude de propriétés de sûreté et de propriétés de logique temporelle de modèles.Nous avons mis en évidence une sous classe de systèmes fonctionnels, les élémentaires et les élémentaires à droite, préservant la puissance d'expression des systèmes fonctionnels et des techniques d'accélération des calculs aboutissant à un outil de vérification symbolique efficace.Dans la partie expérimentale, nous avons comparé notre outil, d'une part avec des outils de ré-écriture tels que Timbuk, Maude et TOM, d'autre part avec des outils de vérification tels que SPIN, NuSMV, SMART, HSDD. Nos benchmarks démontrent l'efficacité des systèmes fonctionnels élémentaires pour la vérification de modèles.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.