ICOURS'2012

Introduction

ICoURS 2012 : Underwater robotics International Conference on Underwater Remote Sensing
ICoURS is a set of conferences and workshops with a common interest: the sensing of the underwater environment.
During the first day October 8^th, three workshops will highlight topics of growing interest. In these workshops, invited talks will address:
- Geographical information systems and spatio temporal modelling;
- Water column acoustic imaging ;
- Observation by non-acoustic methods.
The 9^th and the 10^th of October, a conference with call for papers will be focused on the detection and the classification of underwater targets.
The 10^th and the 11^th of October, ICoURS will end with a technology-oriented conference, aimed at the state-of-the-art of recent advances in the field of sonar applied to seafloor mapping and observation, for scientific and industrial applications.
A visit of the ENSTA-pool with robots moving inside the pool will be proposed, Monday 8, 18h. A visit of the robots of GESMA will be proposed Thuesday 9, 15h-18h

Programme

14h50 - 15h10 Michael Benjamin, Massachusetts, Institute of Technology
Title: Autonomy Algorithms for Adaptive Control of Unmanned Marine Vehicles

15h10 - 15h30 V. Rigaud, L. Brignone, J Opderbecke
Title: Coordination and Control of Cooperating Unmanned Systems: Experimental feedbacks
Abstract. IFREMER is operating a set of several AUVS, gliders, and ROVs, and has been >  engaged in numerous RandD project concerning USV. Developments and demonstrations in this  field of heterogeneous robot coordination have been conducted in particular with LAAS CNRS, INRIA and LIFIA CNRS, in France MBARI in USA  and the European actors of the former EU GREX project. The key challenge of such cooperative projects is to develop Software and Hardware tools to seamlessly enable Multiple Vehicle operations in theory and practice. Cooperative behavior as path following, target tracking, situation assessment have been demonstrated with fleets of heterogeneous systems as USVs, AUVS, in particular in the EU GREX and ANR CONNECT projects.
This talk will illustrate the main results demonstrated in real conditions at sea from the IFREMER test site off the European Center for Underwater Technologies.

15h50 - 16h10 Divine Maalouf, Ahmed Chemori, Vincent Creuze LIRMM
Title: L1 Adaptive control for small underwater vehicles.
Abstract. Small underwater vehicles are subject to many disturbances and modelling uncertainties. To overcome these problems, we have introduced a L1 nonlinear adaptive controller for the first time onboard an tethered underwater vehicle. This adaptive controller allows fast convergence of the estimated parameters of the dynamic model even without any a priori knowledge of their values. It is robust to parameters' change, such as salinity or payload changes. It appears that this controller also rejects disturbances (mechanical shock, waves...) We will detail the theoretical aspects of the said controller and will present the experimental results, obtained with an AC-ROV prototype.

15h30 - 15h50 Yang Rui, Ocean University of China
Title: Underwater robotic activities in Ocean University of China and Field Programmable Gate Array (FPGA)
Abstract. This proposition will present two aspects include underwater robotic activities in Ocean University of China and Field Programmable Gate Array (FPGA) Based underwater instruments. Part of the labs in OUC is interested in AUV, ROV, Glider, buoys and acoustic modem, etc. My lab is focus on FPGA based instruments. FPGA is one kind of integrated circuit of which the configuration can be redesigned using a hardware description language (HDL). Compare to a application-specific integrated circuit, FPGA is much more flexible in achieving hardware architectures. Any logical functions of ASIC can be implemented on FPGAs. The reconfigurable ability of FPGA allows a lot of advantages in application. There is tendency of FPGA to combine both digital and analog blocks in to one chip. So, the I/O will be more compatible to devices and the function will be more powerful. Compare to ARM or DSP, FPGA combine both their advantages and is low cost, low time consumed and high performance. In my lab in OUC high performance devices is implemented mostly by FPGA technology.

16h30 - 16h50 Frédéric Boyer, Ecole des Mines de Nantes
Title: Un sens nouveau pour la navigation des véhicules sous-marins en milieu difficile : le sens électrique
Abstract. Au cours de l'évolution, les animaux ont développé de nombreuses modalités sensorielles originales pour le roboticien. Au nombre de celles-ci on trouve les sens dits actifs, appelés ainsi en raison du fait que l'énergie qui supporte l'information mesurée est dans ce cas produite par l'animal lui-même. Ainsi, après un rapide tour d'horizon des sens sous l'eau, nous nous focaliserons sur les trois modalités sensorielles actives pratiquées par les poissons et les mammifères aquatiques que sont l'écholocation, la ligne latérale, et enfin le sens électrique ou 'électrolocation '. Découvert dans les années 50 par Lissman [1], l'électrolocation est pratiquée par quelques centaines d'espèces de poisson ayant co-évolué sur les deux continents africains et sud-américain. Chez les représentants de la famille des mormyridés, par exemple, l'électrolocation, d'une portée de l'ordre de la longueur du corps, est basée sur l'émission d'un champ électrique par polarisation du corps par rapport à un organe émetteur situé juste en avant de la queue et appelé 'organe de décharge électrique '. De forte conductivité par rapport au milieu ambiant, le corps du poisson focalise les lignes de champ (et de courant) émis, 'les obligeant ' ainsi à traverser sa peau électro-sensible. Aussi, grâce à une multitude d'électro-récepteurs distribués sur son épiderme, le poisson mesure les perturbations du champ induites par l'environnement. Bien qu'adapté à la navigation dans les milieux confinés baignées par des eaux troubles, habitat naturel de ces poissons des forêts tropicales, ce mode de perception est resté à notre connaissance très peu étudié en robotique. Aussi, dans le contexte des projets ANR RAAMO et Européen-FET ANGELS, nous développons depuis trois ans avec nos partenaires, un cadre technologique (capteurs, électronique...) ainsi que méthodologique (modèles, algorithmes..) dédié à ce 'nouveau sens pour la robotique '. Après avoir présenté très brièvement les aspects mécatroniques de ces développements (robots, capteurs, banc expérimentaux...), nous introduirons une approche récemment développée dans le projet ANGELS sous le nom d'électro-navigation. Elle s'appuie sur l'expérimentation en biologie qui montre que pour rejoindre un dipôle actif placé dans son environnement, le poisson suit les lignes de champs électriques qui en émanent en pratiquant une version passive du sens électrique. Appliquée à la navigation dans un milieu encombré d'objet passifs, nous avons montré que cette stratégie peut en fait être étendue au cas de la perception active où cette fois ci, le dipôle est secondaire puisque produit par la polarisation d'un objet par le champ primaire du poisson. Exploitant la géométrie de nos capteurs bio-inspirés et grâce aux récents résultats obtenus en modélisation de l'électrolocation, nous avons découvert que de simples combinaisons des courants mesurés rendent compte aisément de l'alignement du capteur sur les lignes de champs. De même, d'autres combinaisons permettent de régler les distances qui séparent le capteur des objets qui l'entourent. Finalement, de simples boucles de mesure combinées astucieusement permettent aujourd'hui de produire des comportements pertinents pour la navigation tels qu'éviter tous les objets, rejoindre les conducteurs et éviter les isolants ou suivre un objet à une certaine distance... Enfin, nous verrons que l'implémentation expérimentale de ces boucles permet de naviguer dans des scènes complexes baignées par des eaux turbides, c'est-à-dire dans des conditions où la vision et le sonar cessent de fonctionner.

16h50 - 17h10 , V. Drevelle, Luc Jaulin, Benoît Zerr,ENSTA-Bretagne
Title: Set membership approach for underwater exploration with swarms
Abstract. This talk proposes a new observer for estimating the state vector of a nonlinear system. This observer, which is robust with respect to outliers, assumes that the measurement errors as well as the number of outliers that could occur within a given time window are bounded. The principle of the approach is to use interval analysis to deal properly with the nonlinearities involved in the system (without any linearization nor approximation) and to propagate through the time, in a forward and backward manner, the assumptions made about outliers. A testcase related to the localization and control of an underwater robot is also proposed to illustrate the efficiency of the approach.

17h10 - 17h30 , Fabrice Le Bars,ENSTA-Bretagne
Title: Interval SLAM for Underwater Robots

Organisation