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Domaine ASER A utomatique, S ystèmes E mbarqués, R obotique. Bilan (2006–2010) Indicateurs Bilan scientifique Analyse Projet (2012–2015). Responsable de l’équipe : Philippe Bonnifait. Domaine ASER A utomatique, S ystèmes E mbarqués, R obotique. Bilan (2006–2010) Indicateurs - PowerPoint PPT Presentation
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Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Domaine ASERAutomatique, Systèmes Embarqués, Robotique
Responsable de l’équipe : Philippe Bonnifait
Bilan (2006–2010)• Indicateurs• Bilan scientifique• Analyse
Projet (2012–2015)
1
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Domaine ASERAutomatique, Systèmes Embarqués, Robotique
Responsable de l’équipe : Philippe Bonnifait
Bilan (2006–2010)• Indicateurs• Bilan scientifique• Analyse
Projet (2012–2015)
2
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Composition de l’équipe en 2011
35 membres temporaires23 doctorants 4 post-doctorants1 ATER1 chargé de recherche contractuel
6 ingénieurs contractuels
15 membres permanents4 professeurs des universités1 directeur de recherche5 maîtres de conférences(dont 1 HDR)3 chargés de recherche(dont 1 HDR) 1 enseignant chercheur contractuel1 maître de conférences associé
3
4 Primes d’Excellence Scientifique (et PEDR) en 2011
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Evolution de l’équipe3 départs 1 enseignant chercheur contractuel (2008)
1 départ en retraite (2007) 1 mutation CNRS (2006)
3 recrutements 1 maître de conférences (2008)1 enseignant chercheur contractuel (2009)1 chargée de recherche (2010)
2 promotions 2 maîtres de conférences promus professeurs
1 accueil en délégation CNRS P. Vasseur (sept. 2009/10)
2 Habilitations à Diriger des Recherches (2007, 2009)
4
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Formation doctorale 30 thèses soutenues (2006-2010)
Durée moyenne des thèses 41 mois
FinancementMinistère, DGA, CNRS, Région Picardie, Europe, Cifre, INRETS, ANR, gouvernements étrangers
Devenir des docteursR&D privée (8), Enseignant-chercheur (7), Post-doc. (7), R&D publique (5), Chercheur (2)
5
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Bilan publications
6
2006 2007 2008 2009 2010 Total
ACL 8 12 11 11 8 50
% ACL extérieurs au laboratoire 38% 17% 27% 55% 50% 37%
ACTI 33 24 34 24 29 144
% ACTI extérieurs au laboratoire 27% 54% 29% 54% 52% 49%
ETP 8,5 8 7,5 7,5 7,5 39
ACL/ETP 0,9 1,5 1,5 1,5 1,1 1,3
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
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Responsabilités nationalesComités de sélection de programmes
• ANR blanc, PREDIT VTT
Conseil National des Universités• 1 membre
Section 07 du Comité National du CNRS• 1 membre (sept. 2000-juin 2006) et 1 autre membre
(depuis 2008)
Relations Internationales du Département ST2I• Oct. 2006-août 2009
Rayonnement scientifique (1/3)
7
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Pôle de compétitivité i-TransDirecteurs scientifiques adjointsComité scientifique et technique, comités de programme « recherche » « ferroviaire »
Pôle de compétitivité System@ticAnimateur GT « Diagnostic embarqué »
Groupements de recherche (GdR)Comités de direction : MACS (jusqu’en 2009), robotiqueet GdRE HamasytCo-animation du GT drones aériens
Rayonnement scientifique (2/3)
8
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ASER
Activités éditorialesEditeur Associé "Int. Journal of Adaptive Control and Signal Processing"Editeur de collection Hermès Science
Comités de programme des conférences dont CDC, ICRA, IROS, ITSC
14 conférences invitées
Rayonnement scientifique (3/3)
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Mobilité
Accueil de visiteurs 24 hommes-moisdont Australie, Brésil, Espagne, Mexique, Roumanie, Russie
Séjours à l’étranger Mexique Espagne Liban
10
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Collaborations internationales
Australie• Sydney
Japon
• Chiba• Kumamoto
Mexique • Mexico
Etats-Unis • Urbana • Champaign
Brésil
• Sao Paulo
Canada • Hamilton
Chine
• PékinLiban
• Beyrouth
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ASER
Collaborations européennes
Bulgarie• Sofia
Allemagne • Braunschweig• Berlin
Espagne
• Valence
Pays-Bas
• DelftSuède
• Lund
12
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ASER
5 Projets Européensdont 3 en cours
(+ 3 réseaux de recherche)
CESAR, CVIS, MEDIAMAP, MODSAFE, SAFESPOT,
EURNEX, ASIA GRID, HAMASYT
17 Projets Nationauxdont 9 en cours
CITYVIP, DIAFORE, DIAPA, GLMAV, HECOSIM, HORUS, IMOFIS, IRCAD, LOVE, MEMVATEX, MOBIVIP, PERCOIVE, RADARR, SAFECODE, SASHA, SCUAV, SECUGUIDE
10 Projets Régionauxdont 6 en cours
ACADIE, AFCIM, ALTO, SPICARAIL, VEHICULE AERIEN AUTONOME, OMNISUR, SEDVAC, TUCS, OSEO HORUS, PREVISIBILITE SUR ROUTE
12 Projets Industrielsdont 3 en cours
EADS, PSA, RENAULT, SFR, ORANGE, CETIM, GIMA, RATP, ROBOSOFT, ONERA
Projets ASER 2006-2010
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Projets de création d’entreprise Horus Hélicoptère d’observation robotisé
2 brevetsIncubateur centre d’innovation de l’UTC
ClosyCom Estimation de distance entre terminaux mobiles2 brevets soumis (fin 2009, courant 2010)Lauréat « OSEO-émergence » 2010
BrevetCNRS/UTC Gestion des imprécisions de datation
Valorisation et brevets
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Responsabilités établissement
Direction du laboratoire HeudiasycR. Lozano (de 1995 à décembre 2007)A. Charara (depuis 2008)
Direction de la fédération SHIC 3272 A. Charara (depuis 2009)
Animation du thème de recherche interdisciplinaire « transports, mobilité » de la fédération SHIC P. Bonnifait
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Spécialité du Master de l’UTC « Systèmes Intelligents pour les Transports »
P. Bonnifait
Filière en génie informatique « Systèmes temps-réel et informatique embarquée »
M. Shawky
Mastère spécialisé « Systèmes de transports ferroviaires et guidés »
W. Schön
Implication dans la formation
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Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
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Animation : séminaires, réunions de travail, réunions de domaines Priorités scientifiquesAllocations de thèse Demandes de postes
Participation à la politique du laboratoireComité de directionConseil scientifiqueConseil du laboratoire
Mise en œuvre de la politique du laboratoireSoutien missions : conférences, écoles thématiquesSoutien publications Suivi planning doctorants
Gouvernance
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Domaine ASERAutomatique, Systèmes Embarqués, Robotique
Responsable de l’équipe : Philippe Bonnifait
Bilan (2006–2010)• Indicateurs• Bilan scientifique• Analyse
Projet (2012–2015)
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Bilan scientifiqueObjectif
Maîtrise des systèmes dynamiques en interaction avec un opérateur humain
Axes de rechercheCommande et observation desystèmes dynamiquesPerception et fusion robotique Systèmes embarqués
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Permanents P. Bonnifait, P. Castillo, A. Charara, A. Victorino,I. Fantoni, R. Lozano, B. Vidolov
ObjectifsPilotage de systèmes complexes non linéaires, sous-actionnés, en présence de retardsDiagnostic de systèmes dynamiques
Orientations de rechercheApproche basée « modèle » Commande déterministe non linéaireObservation d’état
Axe 1 : Commande et observationde systèmes dynamiques
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ContributionsCommande de mini-drones aériens à voilure tournante
• I3S, ENSMP, MIT (Cambridge), U. Pennsylvanie (Philadelphia), U. Sydney, U. Chiba
Observation d’état pour la perception et la dynamique du véhicule
• ENSIETA, LSS, CRAN• MIPS, IFSTTAR, XLIM, U. Karlsruhe, U. Kobe, U. Delft
Lois de commande non linéaires gérant les saturations d’entrées et les retards
• UC Berkeley, Santa Barbara, Imperial College (Londres), U. Rome• LSS, INRIA Lorraine, U. Catholique Louvain
Axe 1 : Commande et observationde systèmes dynamiques
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Commande d’intégrateurs en cascade Fonctions de saturation séparéesPreuve de stabilité pour « n » intégrateurs Validation avec un quadrirotorInt. Journal of Robust and Nonlinear Control, 2010
Axe 1 : Commande et observationde systèmes dynamiques
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Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
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Permanents P. Bonnifait, P. Castillo, V. Cherfaoui, I. Fantoni, R. Lozano,A. Victorino
ObjectifsEtudier des méthodes multicapteurs pour la perception des robots mobilesEstimer des grandeurs pour la navigation à partir de mesures bruitées
Orientations de rechercheFiltrage probabiliste, méthodes ensemblistes et fonctions de croyance
Axe 2 : Perception et fusion robotique
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ContributionsLocalisation avec amers connus
• MIS, ISIR, MIT (Cambridge)
Navigation réflexe par flot optique• ISM, CEA, I3S, ETH (Zurich), U. Chiba
Intégrité de la localisation globale• UTT, Imperial College (Londres), U. Delft, U. Calgary, U. Stanford
Fusion multi-capteur en environnement dynamique• ENSMP, LIVIC, LASMEA, CMU (Pittsburg), MIT (Cambridge),
U. Stanford, U. Sydney
Localisation sur carte• LORIA, Imperial College (Londres), U. Loughborough, U. Calgary,
U. Princeton
Axe 2 : Perception et fusion robotique
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ASER
Localisation sur carte navigableFiltrage bayésien multi-hypothèseAssociation de donnéesQuantification de la confiancePrototype temps-réel
Démonstration au congrès IEEE IV 2008 (Eindhoven)IEEE Trans. on Intelligent Transportation Systems, 2007
Axe 2 : Perception et fusion robotique
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Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Permanents P. Barger, B. Lussier, M. Sallak, W. Schön, M. Shawky
ObjectifsConception de systèmes embarqués tolérants à l’imprévu Gestion des incertitudes sur les données de sûreté de fonctionnement
Orientations de rechercheArchitectures et ordonnancement temps réelUtilisation de fonctions de croyance
Axe 3 : Conception et analysedes systèmes embarqués
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Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
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ContributionsDiagnosticabilité d’architectures
• LAAS, LRI, UCSD (San Diego), DLR (Allemagne)
Gestion des imprécisions de datation• ETH Zurich
Sécurité intégrant le facteur humain• LAMIH, ENSMP (Sophia)
Incertitudes en sûreté de fonctionnement• UTT, CRAN, U. Duisburg-Essen
Ordonnancement temps-réel• INRIA (Sophia), CMU (Pittsburg)
Axe 3 : Conception et analysedes systèmes embarqués
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Garantie des délais de communication dans un réseau sans fil
Tâches critiquesRéordonnancement temps réelModification dynamique des prioritésPreuve par modélisation à évènements discretsJ. Wireless Comm and Networking, 2010
Axe 3 : Conception et analysedes systèmes embarqués
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Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
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Plateformes et démonstrateurs
Plateforme PACPUSAide à la conduite automobile
Plateforme ferroviaire Poste de supervision ferroviaire
Drones aériens Expériences en volière fermée
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ASER
Collaborations internes
30
ASER
Fusion distribuée
Fusion distribuée, Supervision aérienne
par drones communicants
Voiture cognitive
Projets inter-domaines
Vision pour la perception robotique
thèse
Adéquation algorithme-architecture
Projet européen
intégrité
30
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
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Faits marquants
UMI LAFMIA Mexique, depuis avril 2008Directeur : R. Lozano
2 projets intégrés européens 2006-2010
1 projet blanc Jeune Chercheur Depuis janvier 2009 A. Victorino
2 coordinations d’ANR
Ouvrage de synthèse [LOZA10, L] John Wiley
Prix de doctorants ION 2009, prix poster de l’UTC 2010
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ASER
Domaine ASERAutomatique, Systèmes Embarqués, Robotique
Responsable de l’équipe : Philippe Bonnifait
Bilan (2006–2010)• Indicateurs• Bilan scientifique• Analyse
Projet (2012–2015)
32
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Partenariat industriel à renforcer (commande non linéaire)
Aide d’un cabinet, projets collaboratifs avec des industriels
Mieux préciser le contenu scientifique de la thématique « systèmes embarqués »
Projet élaboré avec le conseil scientifique du laboratoire
Transfert de technologies et créations d’entreprisesPlusieurs brevets, 2 projets d’entreprises innovantes
Suivi des recommandationsdu Comité d’Evaluation 2006
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Forces 4 chercheurs CNRS Recherche collaborative 5 projets européens, 17 ANR
Laboratoire commun avec le Mexique UMI LAFMIA
Plateformes expérimentalesEmployabilité des docteurs dans le tissu industriel
FaiblessesFaible ratio partenariat direct / partenariat collaboratif
Auto-analyse (1/2)
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Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
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Auto-analyse (2/2)Opportunités
Arrivée d’une chargée de recherche en oct. 2010Investissements d’avenir RobotexCentre d’innovation et nouveau bâtimentCollaboration avec la Chine LIAMA, 3D MPR PékinPôles i-Trans et SystematicFédération SHIC/Collegium
MenacesMobilité des personnes en cours de contratRisques sur
• Capitalisation des connaissances • Continuité et évolution des plateformes et logiciels
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Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Domaine ASERAutomatique, Systèmes Embarqués, Robotique
Responsable de l’équipe : Philippe Bonnifait
Bilan (2006–2010)• Indicateurs• Bilan scientifique• Analyse
Projet (2012–2015)
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Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Enjeux et objectifs
Etudier des méthodes et dispositifs de contrôle pour des systèmes dynamiques en
• environnement ouvert• interaction avec d’autres systèmes
avec des opérateurs humains• présence d’incertitudes• étudiant les risques associés à leur fonctionnement• exploitant de nouvelles architectures embarquées
SystèmesDrones aériens, transport automobile et ferroviaire
37
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Axes scientifiques
Perception robotique
Commande et observation
Systèmes embarqués
ASER
38
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Axe 1 : Commande et observation
Permanents P. Castillo, A. Charara, J. De Miras, I. Fantoni, R. Lozano,R. Talj, A. Victorino, B. Vidolov
ObjectifsCommande et observation de systèmes complexesDiagnostic du comportement dynamique du véhicule
Evolution thématiqueFortes perturbationsSystèmes coopératifsSystèmes à structure variable prise de risque
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Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Axe 1 : Commande et observation
Vol de drones en présence de ventVerrou
Méthodes robustes pour garantir la stabilité face à de fortes perturbations
Approche Commande non linéaireFonctions homogènes pour modéliser les saturations d’entréeSaturations adaptatives
PositionnementGIPSA, MIT (Cambridge), U. Sydney, U. Pennsylvanie (Philadelphia), U. Toronto, U. Georgia, U. Texas
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Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Navigation de véhicules volants organisés enflottille
VerrouGarantir la stabilité de la flottille malgré des pertes de communication
Approche Etudier conjointement des méthodes de commanderobuste et des protocoles de communication
OpportunitésAbondement Carnot avec ROProjet FP7 FLYSWARM
PositionnementLAAS, MIT (Cambridge), NASA,U. Princeton, Georgia Tech, U Séville
Axe 1 : Commande et observation
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Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Axe 1 : Commande et observation
Diagnostic coopératif du comportement dynamique
VerrouEstimer des grandeurs avec peu de capteursDiagnostiquer en temps réel des situations à risque
Approche Observateurs robustes Estimation des efforts de contact pneus/chaussée
PositionnementGIPSA-LAB, MIPS, XLIM, IFSTTAR, U. Delft, U. Karlsruhe
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Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Axe 2 : Perception et fusion robotique
PermanentsP. Bonnifait, P. Castillo, V. Cherfaoui, I. Fantoni, R. Lozano,A. Victorino
ObjectifsDévelopper des méthodes de perception pour la navigation autonome de robots mobiles
Evolution thématiqueExploiter en temps réel des connaissances a prioriEtudier des approches coopérativesQuantifier et augmenter la confiance de la perception
prise de risque
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Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Axe 2 : Perception et fusion robotiqueFournir des régions de confiance pour lepositionnement global en temps réel
VerrouGérer les erreurs, défauts et manques de données
ApprocheContraintes géographiques Méthodes ensemblistes et crédibilistes
OpportunitésPredimap : STIC ASIENepira : FP7-GALILEO-2011-GSA
PositionnementIFSTTAR, Imperial College (Londres), U. Delft, U. Calgary,EPFL (Lausanne), U. Murcie
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Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Axe 2 : Perception et fusion robotiqueCaractériser l’espace navigable en environnementouvert avec des obstacles mobiles
VerrouIntégrité des résultats
Approches Fusion de données• suivi de caractéristiques• grilles crédibilistes
Opportunités Constructeur automobile, MPR LIAMA
Positionnement INRIA (Rocquencourt), U. Munich,LAAS, CMU (Pittsburgh), U. Stanford
Pedestrian detection
confidence
Pedestrian recognition Confidence
45
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Axe 2 : Perception et fusion robotiqueNavigation autonome 3D par vision embarquée
VerrouEnvironnement inconnu
Approches Algorithmique de la visionSLAM 3D à calcul embarqué
OpportunitéProjet Arthemis (ANR CONTINT)
Positionnement INRIA (Sophia), IRISA, TU Munich, MIT (Cambridge)U. Pennsylvanie (Philadelphia)
46
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Fusionner des informations dans un réseauad hoc
VerrouDévelopper des opérateurs de fusion distribuée robustesaux agrégations préalables et à la malveillance
ApprocheFusion locale et propagationOpérateur de fusion prudente
OpportunitéCollaboration DI/ASER/RO
Positionnement LAMIH, U. Sherbrooke, MIT (Cambridge), INRIA (Rocquencourt),
EPFL (Lausanne)
Axe 2 : Perception et fusion robotique
e
e?
47
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Axe 3 : Systèmes embarquésPermanents
P. Barger, B. Lussier, M. Sallak, W. Schön, M. Shawky
ObjectifsSystèmes embarqués et applications critiquesVérification et évaluation en sûreté de fonctionnement
Evolution thématiqueNouveaux modèles d’exécution sur architecture multi-cœurGestion des incertitudes avec des fonctions de croyanceQuantifier et augmenter la confiance de la perception
prise de risque
48
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Axe 3 : Systèmes embarquésRendre robuste l’exécution d’algorithmes
VerrouFiabiliser l’exécution d’un programme dont l’analyse n’est pas exhaustive
ApprocheExploiter la redondance « multi-cœurs »Exécutions de variantes du programme
OpportunitéIRT SystemX
Positionnement DM group UCLA (Los Angeles), CEA-Leti, U. Purdue (Lafayette)
49
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Améliorer la sûreté de fonctionnement desystèmes mobiles
VerrousIntégrer les erreurs humainesGérer les incertitudes et la confiance sur les informations
ApprocheCompléter l’approche FRAM (Functional Resonance Accident Model)Utilisation de croyances
OpportunitéProjet ModSafe
Positionnement LAMIH, UT Troyes,DLR Braunschweig
Axe 3 : Systèmes embarqués
50
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Collaborations internes prévues
51
ASER
DI
ICI
RO
• fusion distribuée• perception robotique• fonctions de croyance
• systèmes distribués
• communication inter-drones
perception de scènes routières
Labex
51
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Collaborations externes prévues
52
ASER
LAFMIA Mexique
Robotex
LIAMAPékin
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Robotex
53
• Véhicules électriques équipés en perception et commande
• Flottille de mini-drones• Labo mobile
53
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Cibles industrielles
Constructeurs et équipementiers automobiles
Transports guidés
Gestionnaires d’infrastructure
Industriels de défense
54
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Prises de risque scientifique
55
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Commande de systèmes à structure variableVerrouTransition entre différents modesde fonctionnement
Approche Identification des modèlesGénération de trajectoireCommande non linéaire
Opportunité Projet ANR avec l’Institut Saint Louis
Positionnement U. Maryland, U. Sidney, MIT (Cambridge)
Systèmes à structure variable
56
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Améliorer la sécurité pour des applications critiquesVerrou
Environnement ouvert, impossible à couvrir complètement lors de la validationIncertitudes sur les données des capteurs
Approche Tolérance aux fautes par redondance matérielle et logicielle
Opportunité Projet Deufrako (KIT Karlsruhe)
Positionnement LAAS, ETH Zurich
Sûreté de fonctionnement pour la perception des systèmes mobiles
57
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Labex
Maîtrise des interactions dans les systèmes de systèmes
• en environnement coopératif évolutif
• en intégrant les incertitudes
58
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
59
BARGER Pavol
BONNIFAIT Philippe
CASTILLO Pedro
CHARARA Ali
CHERFAOUI Véronique
VICTORINO Alessandro
DE MIRAS Jérôme
FANTONIIsabelleLOZANO
Rogelio
SHAWKY Mohamed
SCHÖN Walter
VIDOLOV Borislav
SALLAK Mohamed
TALJ Reine
ASER
2011
LUSSIER Benjamin
Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011
ASER
Merci de votre attention
60