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Smoothing algorithms for navigation, localisation and mapping based on high-grade inertial sensors / Paul Chauchat (2020)  

Public Titre : Smoothing algorithms for navigation, localisation and mapping based on high-grade inertial sensors Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Paul Chauchat, Auteur ; Silvère Bonnabel, Directeur de thèse Editeur : Paris : Université Paris Sciences et Lettres Année de publication : 2020 Importance : 135 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Thèse de Doctorat de l'Université Paris Sciences et Lettres, Informatique temps réel, robotique, automatique Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Informatique [Termes IGN] algorithme de filtrage [Termes IGN] algorithme de lissage [Termes IGN] Cartographie et localisation simultanées [Termes IGN] filtre de Kalman [Termes IGN] itération [Termes IGN] navigation inertielle [Termes IGN] robotique Résumé : (auteur) Mobile systems need to locate themselves ever more accurately, and in ever more complex situations. This is in particular true for autonomous systems, for which controlling the position error is a critical safety issue. To this end, they are endowed with various sensors, the data of which are fused to obtain an estimate of the vehicle’s location, either globally (with the GPS for instance), or locally, with respect to its surroundings (with cameras for instance). This thesis investigates algorithms for localisation by sensor fusion, namely filtering and especially smoothing, when the mobile is equipped with high-grade inertial sensors. The first part deals with the nonlinear consequences of the use of high-grade inertial sensors, and demonstrates how the nonlinear structure of both filtering and smoothing algorithms may be improved by leveraging the invariant filtering framework. The second part deals with the problems incurred by the linear solvers that are used at each step of nonlinear smoothing algorithms as a result of having highly precise sensors. It introduces a novel least-squares linear solver that solves the issues. Note de contenu : Introduction I- From Invariant filtering to invariant smoothing II- Navigation with highly precise sensors Conclusion Numéro de notice : 28576 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : INFORMATIQUE Nature : Thèse française Note de thèse : thèse de Doctorat : Informatique temps réel, robotique, automatique : Paris Sciences et Lettres Organisme de stage : Centre de robotique (Paris) En ligne : https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-02887295/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97843

Machine learning for image segmentation / Kaiwen Chang (2019)  

Public contenu dans HAL Hyper articles en ligne / Centre pour la Communication Scientifique Directe CCSD (2000)   Titre : Machine learning for image segmentation Titre original : Apprentissage artificiel pour la segmentation d'image Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Kaiwen Chang, Auteur ; Jesus Angulo lopez, Directeur de thèse ; Jesus Angulo lopez, Directeur de thèse ; Bruno Figliuzzi, Directeur de thèse Editeur : Paris : Université Paris Sciences et Lettres Année de publication : 2019 Importance : 155 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Thèse de Doctorat de l'Université PSL, Spécialité : Morphologie Mathématique Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique [Termes IGN] algorithme de superpixels [Termes IGN] apprentissage automatique [Termes IGN] base de données d'images [Termes IGN] graphe [Termes IGN] morphologie mathématique [Termes IGN] optique géométrique [Termes IGN] rayonnement lumineux [Termes IGN] segmentation d'image [Termes IGN] segmentation par graphes d'adjacence de régions [Termes IGN] superpixel Résumé : (auteur) In this PhD thesis, our aim is to establish a general methodology for performing the segmentation of a dataset constituted of similar images with only a few annotated images as training examples. This methodology is directly intended to be applied to images gathered in Earth observation or materials science applications, for which there is not enough annotated examples to train state-of-the-art deep learning based segmentation algorithms. The proposed methodology starts from a superpixel partition of the image and gradually merges the initial regions until anactual segmentation is obtained. The two main contributions described in this PhD thesis are the development of a new superpixel algorithm which makes use of the Eikonal equation, and the development of a superpixel merging algorithm steaming from the adaption of the Eikonal equation to the setting of graphs. The superpixels merging approach makes use of a region adjacency graph computed from the superpixel partition. The edges are weighted by a dissimilarity measure learned by a machine learning algorithm from low-level cues computed on the superpixels. In terms of application, our approach to image segmentation is finally evaluated on the SWIMSEG dataset, a dataset which contains sky cloud images. On this dataset, using only a limited amount of images for training our algorithm, we were able to obtain segmentation results similar to the ones obtained with state-of-the-art algorithms. Note de contenu : 1- Introduction 2- Fast marching based superpixels 3- Hierarchical segmentation based on wavelet decomposition 4- Learning similarities between regions 5- Region merging 6- Application Conclusion and perspectives Numéro de notice : 25837 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Morphologie Mathématique : Paris sciences et lettres : 2019 Organisme de stage : Centre de Morphologie Mathématique (Mines ParisTech) nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-02510662 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95191

Prise en compte de la dépendance spatiotemporale des séries temporelles de coordonnées GNSS pour une meilleure détermination des plaques tectoniques majeures par rapport au centre de la Terre / Clément Benoist (2018)  

Public Titre : Prise en compte de la dépendance spatiotemporale des séries temporelles de coordonnées GNSS pour une meilleure détermination des plaques tectoniques majeures par rapport au centre de la Terre Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Clément Benoist , Auteur ; Zuheir Altamimi , Directeur de thèse ; Xavier Collilieux Editeur : Paris : Université Paris Sciences et Lettres Année de publication : 2018 Importance : 124 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Thèse de doctorat en Astronomie et Astrophysique Langues : Français (fre) Résumé : (auteur) Tout positionnement global précis nécessite un repère de référence tel le repère international de référence terrestre (ITRF). La détermination de l’ITRF s’appuie sur des séries temporelles de positions d’instruments géodésiques, en particulier des stations GNSS permanentes. Les séries temporelles de positions de stations GNSS sont corrélées temporellement et spatialement. De nombreuses études ont caractérisé la dépendance temporelle de ces séries et son impact sur la détermination de repères de référence. En revanche, les corrélations spatiales (entre stations proches) des séries GNSS n’ont jusqu’à présent jamais été prises en compte dans le calcul de repères de référence. L’objectif de cette thèse est donc de proposer une méthodologie pour la prise en compte de ces corrélations spatiales et d’évaluer son apport.Les dépendances spatiales entre les séries de 195 stations GNSS sont tout d’abord évaluées à l’aide de variogrammes empiriques confirmant l’existence de corrélations jusqu’à des distances d’environ 5000 km. Des modèles de covariance exponentielle ne dépendant que de la distance inter-stations sont ajustés sur ces variogrammes empiriques.Une méthodologie basée sur un filtre de Kalman est ensuite développée pour prendre en compte les dépendances spatiales des séries GNSS dans le calcul d’un repère de référence. Trois modèles de dépendance spatiale sont proposés : un modèle ne tenant pas compte de la dépendance spatiale (cas actuel du calcul de l’ITRF), un modèle basé sur les covariances empiriques entre séries de différentes stations, et un modèle basé sur les fonctions de covariance exponentielle mentionnées ci-dessus. Ces différents modèles sont appliqués à trois jeux tests d’une dizaine de stations chacun situés en Europe, aux Caraïbes et sur la côte est des États-Unis. Les trois modèles sont évalués à l’aune d’un critère de validation croisée, c’est-à-dire sur leur capacité à prédire les positions des stations en l’absence de données. Les résultats sur les jeux tests d’Europe et des États-Unis montrent une amélioration considérable de cette capacité prédictive lorsque la dépendance spatiale des séries est prise en compte. Cette amélioration est maximale lorsque le modèle de covariance exponentielle est utilisé. L’amélioration est nettement moindre, mais toujours présente sur le jeu test des Caraïbes.Les trois modèles sont également évalués sur leur capacité à déterminer des vitesses de déplacement exactes à partir de séries temporelles de positions courtes. L’impact de la prise en compte de la dépendance spatiale des séries sur l’exactitude des vitesses estimées est significatif. Comme précédemment, l’amélioration est maximale lorsque le modèle de covariance exponentielle est utilisé.Cette thèse démontre ainsi l’intérêt de la prise en compte des dépendances spatiales entre séries GNSS pour la détermination de repères de référence. La méthodologie développée pourra être utilisée pour le calcul de futures versions de l’ITRF. Note de contenu : I Généralités 1 Statistiques 2 Systèmes de référence et ITRF 3 État de l’art de l’analyse statistique des séries temporelles de positions GNSS II Analyse statistique spatiotemporelle des séries temporelles de positions GNSS 4 Choix de la méthodologie statistique 5 Résultats et discussion Conclusions et perspectives Numéro de notice : 17594 Affiliation des auteurs : LaSTIG LAREG (2012-mi2018) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : thèse : Géodésie : Observatoire de Paris : 2018 Organisme de stage : Lareg (IGN) nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02117734 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=93747

Utilisation des réseaux de capteurs Géocubes pour la mesure de déformation des volcans en temps réel par GNSS / Mohamed-Amjad Lasri (2018)  

Public Titre : Utilisation des réseaux de capteurs Géocubes pour la mesure de déformation des volcans en temps réel par GNSS Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Mohamed-Amjad Lasri , Auteur ; Pierre Briole, Directeur de thèse ; Christian Thom , Directeur de thèse Editeur : Paris : Université Paris Sciences et Lettres Année de publication : 2018 Importance : 122 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Thèse de doctorat de l’Université de recherche Paris Sciences et Lettres, PSL Research University Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale [Termes IGN] déformation de la croute terrestre [Termes IGN] Etna (volcan) [Termes IGN] filtre de Kalman [Termes IGN] Géocube [Termes IGN] image radar moirée [Termes IGN] image Sentinel-SAR [Termes IGN] interféromètrie par radar à antenne synthétique [Termes IGN] positionnement par GNSS [Termes IGN] réseau géodésique local [Termes IGN] retard troposphérique [Termes IGN] surveillance géologique [Termes IGN] volcanologie Résumé : (auteur) Le système Géocube est un réseau de capteurs GPS conçu et développé par le Laboratoire d'OptoÉléctronique de Métrologie et d'Instrumentation (LOEMI) de l'Institut National de l'Information Géographique et Forestière (IGN) et maintenu par le même laboratoire et l'entreprise Ophelia- Sensors qui s'occupe de son industrialisation. Il a comme objectif de mesurer les déformations du sol avec une précision millimétrique. Ce réseau de capteurs a la particularité d'être à la fois très peu énergivore, d’un faible coût de revient, simple d’installation et d’utilisation. Il est donc bien adapté à l’usage dans un environnement difficile, comme les volcans. Ce système a déjà été testé avec succès lors d’une précédente thèse sur le glacier d’Argentière et sur un glissement de terrain proche de Super-Sauze en France. La première partie de cette thèse porte sur l’optimisation du système de calcul du Géocube pour l'adapter à des réseaux de tailles plus importantes horizontalement et verticalement en vue de son utilisation dans un contexte volcanique. Cela passe, d’abord, par l’intégration d’une stratégie pour l’estimation du biais troposphérique dans le filtre de Kalman qui constitue le coeur du logiciel de calcul du Géocube. Cette amélioration est ensuite validée en utilisant les données de quelques réseaux GNSS permanents nationaux et internationaux. La deuxième partie consiste à étudier l’apport d’un réseau dense de Géocubes à l’étude du volcanisme à travers une expérience conduite sur le flanc sud-est de l’Etna, où cinq Géocubes ont été déployés entre le 12 Juillet 2016 et le 10 Juillet 2017. Les résultats obtenus et les enseignements tirés de cette expérimentation sont discutés et analysés. Enfin, nous validons les résultats obtenus avec les Géocubes en appliquant une technique PSI (Persistent Scatterer InSAR) sur des interférogrammes RADAR calculés à partir des données des satellites Sentinel-1A/B et qui couvrent la période de déploiement des Géocubes sur l’Etna. Ces deux méthodes (GPS et RADAR) se sont avérées complémentaires puisque le RADAR apporte la densité spatiale des mesures et le système Géocube la précision et la continuité temporelle. Note de contenu : 1- Introduction 2- Mesure de déformations de surface des volcans 3- Technique de mesure de déformations sub-centimètriques en temps réel adaptée à la surveillance des volcans basée sur un réseau de Géo-cubes 4- Surveillance des déformations du flanc sud-est de l’Etna en utilisant un réseau de Géocubes et l’InSAR 5- Bilan et perspectives Numéro de notice : 17676 Affiliation des auteurs : LaSTIG LOEMI (2012-2019) Thématique : IMAGERIE/POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : thèse de doctorat : Sciences de la Terre et de l'environnement : PSL : 2018 Organisme de stage : LOEMI (IGN) & Laboratoire de géologie de l'ENS & Kylia nature-HAL : Thèse En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02426022/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98012

Combination of GNSS and SLR measurements : contribution to the realization of the terrestrial reference frame / Sara Bruni (2016)  

Public Titre : Combination of GNSS and SLR measurements : contribution to the realization of the terrestrial reference frame Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Sara Bruni, Auteur ; Zuheir Altamimi , Directeur de thèse ; Susanna Zerbini, Directeur de thèse Editeur : Bologne : Université de Bologne Année de publication : 2016 Autre Editeur : Paris : Université Paris Sciences et Lettres Note générale : bibliographie École doctorale Astronomie et astrophysique d'Île-de-France UNIVERSIT ́A DI BOLOGNA - DIPARTIMENTO DI FISICA E ASTRONOMIA Dottorato di ricerca in Geofisica - CICLO XXVIII en cotutelle avec OBSERVATOIRE de PARIS, ECOLE DOCTORALE ASTRONOMIE ET ASTROPHYSIQUE D’ILE-DE-FRANCE, Doctorat en ASTRONOMIE ET ASTROPHYSIQUE Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Systèmes de référence et réseaux [Termes IGN] compensation par moindres carrés [Termes IGN] données GNSS [Termes IGN] données TLS (télémétrie) [Termes IGN] fiabilité des données [Termes IGN] géocentre [Termes IGN] International Terrestrial Reference Frame [Termes IGN] pertinence [Termes IGN] précision du positionnement [Termes IGN] rétroréflecteur Résumé : (auteur) La mise en oeuvre exacte et précise du repère international de référence terrestre (ITRF) est une exigence fondamentale pour le développement des Sciences du Système Terre. La réalisation du référentiel mondial, en fait, concerne directement de nombreux domaines allant de la détermination précise des orbites des satellites, à la calibration des altimètres, à l'évaluation des étalonnages absolus d'antennes satellites pour le Global Navigation Satellite System (GNSS) et la validation des corrections du vecteur du centre de masse pour les véhicules spatiaux portant à bord des rétro-réflecteurs pour la technique de télémétrie laser sur satellite (SLR). En conséquence, toutes les études portant sur les mouvements de la surface de la Terre, y compris les océans et les calottes glaciaires, dépendent étroitement de la disponibilité d'un repère de référence fiable qui est fondamental pour référencer les mesures pertinentes. La réalisation de l'ITRF doit alors être périodiquement mise à jour, afin d'intégrer des nouvelles observations et progrès dans les procédures d'analyse des données et/ou des méthodes de combinaison. Toutes les nouvelles stratégies de calcul doivent viser l'amélioration de la réalisation des paramètres physiques du repère, à savoir l'origine et l'échelle, sur lesquels se fondent de façon critique un grand nombre d'études scientifiques et d'applications civiles. Ce travail se concentre sur le potentiel de combiner les observations GNSS et SLR par leur liens à bord de satellites GPS / GLONASS. En fait, les satellites GNSS équipés de rétro-réflecteurs peuvent être observés par les stations SLR, ce qui permet de déterminer les orbites des satellites à travers les deux signaux : optiques et à micro-ondes. En principe, la connexion inter-technique si réalisée pourrait être exploitée pour le calcul de l'ITRF en place des liens terrestres actuellement utilisés. Ces derniers sont connus pour être aujourd'hui un facteur limitant de la précision du repère en raison de leur distribution inhomogène et de leurs divergences avec les estimations de la géodésie spatiale en conséquence des erreurs systématiques dans les observations. Dans cette étude, la force du lien alternatif en orbite a été soigneusement analysée afin d'évaluer les performances de l'approche de combinaison sélectionnée dans les conditions opérationnelles disponibles. L'investigation porte sur la caractérisation de la précision, de la fiabilité et de la pertinence des paramètres combinés du repère de référence. Note de contenu : 1. Theoretical notes 2. Techniques 3. Results Numéro de notice : 17592 Affiliation des auteurs : LaSTIG LAREG (2012-mi2018) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : thèse : Astronomie et astrophysique : Bologne, Observatoire de Paris : 2016 Organisme de stage : LAREG (IGN) nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01428831/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=93745

Spatial machine learning applied to multivariate and multimodal images / Gianni Franchi (2016)  

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