Détails des sujets 2018-2019
Les sujets d’études
Sujet A – Couplage INS/LIDAR/Odométrie visuelle
Au cours de ce projet, vous devrez optimiser une chaîne de traitement odométrique LiDAR afin que les données de sorties servent à corriger la dérive inertielle. Dans un premier temps, la chaîne devra être effective en milieu terrestre où les points d’accroches seront plus accessibles. Il serait intéressant dans un second temps de tester sa pertinence pour la production d’un modèle continu terre-mer, en particulier le long des rivières où la réception GNSS sera masquée par les feuillages. Vous vous familiariserez avec des équipements de pointe en mettant en place la partie Hardware du système. Elle sera composée entre autre d’une centrale inertielle Atlans à technologie FOG et d’un LiDAR. Une première implémentation de la partie software vous sera fournie comme point de départ de l’étude. Elle utilise l’OS ROS (Robot Operating System) que vous apprendrez à utiliser. Vous interviendrez sur toutes les étapes de la chaîne de traitement, c’est-à-dire l’acquisition, le filtrage, l’odométrie, le post-traitement et l’analyse des résultats.
Partenaire : iXblue
Sujet B – Modèle continu multi-technique du barrage
L’objectif est de réaliser un modèle du barrage, parties immergée et émergée, en combinant plusieurs techniques d’acquisition. En complément, une bathymétrie de la retenue de saint Aignan pourra être réalisée.
Partenaire : ENSG
Sujet C – Étude de la colonne d’eau à l’aide de capteurs acoustiques et océanographiques
Le sondeur monofaisceau permet de récupérer un signal acoustique temporellement échantillonné sur l’ensemble de la colonne d’eau. Le maximum d’intensité correspond en général à la détection du fond. Les échos intermédiaires entre le centre acoustique du sondeur et le fond marin donnent une information sur la manière donc chaque volume d’eau élémentaire rétrodiffuse l’énergie. Il est possible d’utiliser cette information acoustique pour caractériser des couches diffusantes dans la colonne d’eau, notamment en utilisant plusieurs fréquences d’émission. Ces couches peuvent être constituées par du sédiment, des micro-organismes (zoo- ou phytoplancton), ou d’autres particules en suspension. L’objectif de ce projet est d’explorer différentes zones du lac de Guerlédan pour évaluer les variations des couches diffusantes dans le temps et dans l’espace, et les analyser en relation avec des données océanographiques (température, conductivité, chlorophylle, etc).
Partenaire : Ifremer
Sujet D – Suivi de trajectoires par un robot autonome pour la recherche d’épaves
Dans le cadre de ce projet, il s’agit de rendre autonome un zodiac équipé de sondeur afin qu’il puisse suivre un quadrillage préalablement établi pour repérer une épave enfouie.
Sujet E – Caractérisation des fonds à l’aide d’un sondeur multi-faisceaux : analyse de la réflectivité
Les sondeurs multifaisceaux actuels fournissent à la fois la position des sondes mais aussi une information énergétique associée à celles-ci. Ce niveau acoustique rétrodiffusé par le fond, appelé « réflectivité », et souvent abrégé BS pour Backscattering Strength, est utilisé pour segmenter et caractériser les fonds pour diverses applications en géophysique, océanographie, biologie, etc. L’objectif de ce projet est d’effectuer la carte de réflectivité du fond du lac de Guerlédan, et d’étudier le BS en vue de la caractérisation du fond, puis la segmentation.
Partenaire : SHOM
Sujet F – Cartographie des habitats
Des campagnes d’acquisition de données environnementales (Température, concentration en chlorophylle, niveau de turbidité…) ont été menées au lac de Guerlédan ces 2 dernières années. Un modèle hydro-sédimentaire TELEMAC du système lac de Guerlédan / retenue de Saint Aignan a été développé l’an dernier. Un modèle bathymétrique du lac a été réalisé par EDF en juin 2013. On dispose également de deux levés bathymétriques réalisés en 2017 et 2018 à l’aide d’un sondeur multifaisceau. A partir des données disponibles et du modèle développé, l’objectif est de produire une carte d’habitats pour le lac de Guerlédan. Pour ce faire, les données disponibles seront complétées par de nouvelles acquisitions permettant de couvrir tout le lac. Le modèle sera amélioré au vu de ces nouvelles connaissances. Le modèle bathymétrique que vous produirez sera comparé puis analysé par rapport aux modèles précédents en vous appuyant par exemple sur l’évolution des structures morphologiques les plus remarquables. Une étude bibliographique sera menée pour connaître les caractéristiques des habitats des espèces présentes dans le lac (i.e. daphnies et les copépodes). Vous établirez alors une carte d’habitats, autrement dit, une segmentation du lac de Guerlédan en régions homogènes vis-à-vis de critères que vous aurez préalablement définis.
Sujet G – Estimation de la bathycélérité par moyen acoustique
En hydrographie, l’estimation du profil vertical de bathycélérité reste une grande contrainte. La société iXblue a développé récemment un sondeur multifaisceau innovant pour l’halieutique appelé SeapiX. Il possède une particularité unique qui est la possibilité d’inverser électroniquement l’antenne d’émission et l’antenne de réception, ce qui permet d’émettre avec l’antenne transversale et de recevoir le signal et faire la formation de voies avec l’antenne longitudinale
La société iXblue dépose actuellement un brevet permettant d’estimer le profil de bathycélérité acoustiquement grâce à cette configuration et propose de valider la méthode dans le cadre des “projets Guerlédan”.
Partenaire : iXblue
Sujet H – Drone pour la cartographie 3D
L’objectif de ce projet est de développer un prototype de type drone exploitant le couplage récepteur GNSS low-cost et caméra stéréoscopique pour permettre la modélisation 3D d’une zone ou d’un ouvrage.
Partenaire : ENSG
Sujet I – Intelligence artificielle pour la cartographie sans GPS
L’objectif est de valider le concept de relocalisabilité sur une expérience marine dont le scénario est le suivant. Un drone volant (équipé d’un GPS) survole le lac sur lequel sont positionnées des bouées indiscernables afin d’en faire une carte sur laquelle les bouées sont géolocalisées. Un robot voilier (ici BRAVE, celui qui a gagné la WRSC) doit aller d’une bouée A à bouée B en naviguant à l’estime, sans capteur de vent et sans GPS. Il est capable de voir une bouée uniquement si une distance faible les sépare (15m environ). En allant de bouée en bouée, le robot doit planifier un chemin qui lui permettra d’atteindre son objectif. Les outils utilisés seront le deep learning pour retrouver le vent, la théorie des graphes pour la planification de trajectoires et l’inférence ensembliste pour la construction du graphe.
Partenaire : ECA
Sujet J – Suivi d’isobathe par un robot sous-marin
Nous cherchons à développer une méthode de régulation bas coût permettant à un robot sous marin de suivre une isobath (courbe de niveau sous-marine) et revenir sans se perdre. Les capteurs utilisés seront un écho-sondeur capable de mesurer l’altitude et une centrale d’attitude. Le régulateur utilisera un filtre de Kalman pour estimer la forme du fond et
un algorithme de suivi de ligne pour régler sa direction. Des tests seront effectués à partir du robot sous-marin de Kopadia (un Folaga).
Partenaire : Kopadia