Nouvelles contributions à l'application des moments en asservissement visuel

This thesis proposes nice and very promising contributions about the choice of visual features in image moments-based visual servoing. We proposed a new way towards solving an important problem in Visual Servoing, namely control of non-optic axis rotational degrees of freedom. This work represents a significant improvement respect to previous works on image-based visual servoing of robot manipulators, with the camera in-hand configuration and under the control scheme known as kinematic control. The approach uses global image features that are based on shifted image moments of a planar target. The improvement consists in a particular selection of a combination of shifted image moments of low order such that they do not depend on the planar target shape ; thus solving the problem seen in related previous works where the selection of central or regular image moments combinations depended on the planar target shapes. From a visual servoing point of view, the work is based on the explicit resolution of the interaction matrix related to any shifted image moment, on the appropriate combination of these moments and on the proper selection of the shifted parameters. By doing so, the new features show improved ability to represent symmetrical objects and several kinds of objects defined from closed contours or from a set of points. Six visual features are selected to design a decoupled control scheme when the object is parallel to the image plane. This nice property is then generalized to the case where the desired object position is not parallel to the image plane. Finally simulated results are presented to illustrate the validity of our proposal.Cette thèse propose des contributions très prometteuses au sujet du choix des primitives visuelles en asservissement visuel utilisant les moments 2D extraits de l’image. Nous avons proposé une nouvelle manière de résoudre un problème important en asservissement visuel, à savoir la commande du mouvement de rotation suivant les axes orthogonaux à l’axe optique. Ce travail représente une amélioration significative des travaux précédents en asservissement visuel basé sur l’utilisation des moments 2D extraits de l’image pour commander les degrés de liberté des robots manipulateurs. La commande la plus utilisée est connue sous le nom de commande cinématique. L’approche emploie un descripteur global d’image basé sur des moments 2D "shifted" dont les invariants calculés à partir de ces moments 2D "shifted" utilisent des moments d’ordre faible connus pour être robustes au bruit. De plus, ces invariants choisis ne dépendant pas de la forme de l’objet, sont invariants au mouvement de translation, de rotation et d’échelle. Cette nouvelle façon de faire vient ainsi résoudre les problèmes vus dans les travaux précédents relatifs aux choix des combinaisons des moments invariants basés sur les moments centrés et qui dépendent de la forme de l’objet considéré. Dans les travaux précédents, ces invariants sont calculés avec des moments dont l’ordre est compris entre trois et cinq qui sont vulnérables aux bruits de mesure. D’un point de vue asservissement visuel, le travail est basé sur la détermination explicite de la matrice d’interaction calculée à partir des moments 2D "shifted" dont le choix des paramètres de décalages respectent les propriétés d’invariances aux mouvements de translation, de rotation et d’échelle. En procédant ainsi, les informations visuelles choisies montrent la capacité de représenter les objets de formes symétriques et non symétriques. Des résultats de simulations sont présentés pour illustrer la validité de notre proposition

New contributions to the application of moments in visual servoing

Cette thèse propose des contributions très prometteuses au sujet du choix des primitives visuelles en asservissement visuel utilisant les moments 2D extraits de l’image. Nous avons proposé une nouvelle manière de résoudre un problème important en asservissement visuel, à savoir la commande du mouvement de rotation suivant les axes orthogonaux à l’axe optique. Ce travail représente une amélioration significative des travaux précédents en asservissement visuel basé sur l’utilisation des moments 2D extraits de l’image pour commander les degrés de liberté des robots manipulateurs. La commande la plus utilisée est connue sous le nom de commande cinématique. L’approche emploie un descripteur global d’image basé sur des moments 2D "shifted" dont les invariants calculés à partir de ces moments 2D "shifted" utilisent des moments d’ordre faible connus pour être robustes au bruit. De plus, ces invariants choisis ne dépendant pas de la forme de l’objet, sont invariants au mouvement de translation, de rotation et d’échelle. Cette nouvelle façon de faire vient ainsi résoudre les problèmes vus dans les travaux précédents relatifs aux choix des combinaisons des moments invariants basés sur les moments centrés et qui dépendent de la forme de l’objet considéré. Dans les travaux précédents, ces invariants sont calculés avec des moments dont l’ordre est compris entre trois et cinq qui sont vulnérables aux bruits de mesure. D’un point de vue asservissement visuel, le travail est basé sur la détermination explicite de la matrice d’interaction calculée à partir des moments 2D "shifted" dont le choix des paramètres de décalages respectent les propriétés d’invariances aux mouvements de translation, de rotation et d’échelle. En procédant ainsi, les informations visuelles choisies montrent la capacité de représenter les objets de formes symétriques et non symétriques. Des résultats de simulations sont présentés pour illustrer la validité de notre proposition.This thesis proposes nice and very promising contributions about the choice of visual features in image moments-based visual servoing. We proposed a new way towards solving an important problem in Visual Servoing, namely control of non-optic axis rotational degrees of freedom. This work represents a significant improvement respect to previous works on image-based visual servoing of robot manipulators, with the camera in-hand configuration and under the control scheme known as kinematic control. The approach uses global image features that are based on shifted image moments of a planar target. The improvement consists in a particular selection of a combination of shifted image moments of low order such that they do not depend on the planar target shape ; thus solving the problem seen in related previous works where the selection of central or regular image moments combinations depended on the planar target shapes. From a visual servoing point of view, the work is based on the explicit resolution of the interaction matrix related to any shifted image moment, on the appropriate combination of these moments and on the proper selection of the shifted parameters. By doing so, the new features show improved ability to represent symmetrical objects and several kinds of objects defined from closed contours or from a set of points. Six visual features are selected to design a decoupled control scheme when the object is parallel to the image plane. This nice property is then generalized to the case where the desired object position is not parallel to the image plane. Finally simulated results are presented to illustrate the validity of our proposal

Nouvelles contributions à l'application des moments en asservissement visuel

Cette thèse propose des contributions très prometteuses au sujet du choix des primitives visuelles en asservissement visuel utilisant les moments 2D extraits de l image. Nous avons proposé une nouvelle manière de résoudre un problème important en asservissement visuel, à savoir la commande du mouvement de rotation suivant les axes orthogonaux à l axe optique. Ce travail représente une amélioration significative des travaux précédents en asservissement visuel basé sur l utilisation des moments 2D extraits de l image pour commander les degrés de liberté des robots manipulateurs. La commande la plus utilisée est connue sous le nom de commande cinématique. L approche emploie un descripteur global d image basé sur des moments 2D "shifted" dont les invariants calculés à partir de ces moments 2D "shifted" utilisent des moments d ordre faible connus pour être robustes au bruit. De plus, ces invariants choisis ne dépendant pas de la forme de l objet, sont invariants au mouvement de translation, de rotation et d échelle. Cette nouvelle façon de faire vient ainsi résoudre les problèmes vus dans les travaux précédents relatifs aux choix des combinaisons des moments invariants basés sur les moments centrés et qui dépendent de la forme de l objet considéré. Dans les travaux précédents, ces invariants sont calculés avec des moments dont l ordre est compris entre trois et cinq qui sont vulnérables aux bruits de mesure. D un point de vue asservissement visuel, le travail est basé sur la détermination explicite de la matrice d interaction calculée à partir des moments 2D "shifted" dont le choix des paramètres de décalages respectent les propriétés d invariances aux mouvements de translation, de rotation et d échelle. En procédant ainsi, les informations visuelles choisies montrent la capacité de représenter les objets de formes symétriques et non symétriques. Des résultats de simulations sont présentés pour illustrer la validité de notre proposition.This thesis proposes nice and very promising contributions about the choice of visual features in image moments-based visual servoing. We proposed a new way towards solving an important problem in Visual Servoing, namely control of non-optic axis rotational degrees of freedom. This work represents a significant improvement respect to previous works on image-based visual servoing of robot manipulators, with the camera in-hand configuration and under the control scheme known as kinematic control. The approach uses global image features that are based on shifted image moments of a planar target. The improvement consists in a particular selection of a combination of shifted image moments of low order such that they do not depend on the planar target shape ; thus solving the problem seen in related previous works where the selection of central or regular image moments combinations depended on the planar target shapes. From a visual servoing point of view, the work is based on the explicit resolution of the interaction matrix related to any shifted image moment, on the appropriate combination of these moments and on the proper selection of the shifted parameters. By doing so, the new features show improved ability to represent symmetrical objects and several kinds of objects defined from closed contours or from a set of points. Six visual features are selected to design a decoupled control scheme when the object is parallel to the image plane. This nice property is then generalized to the case where the desired object position is not parallel to the image plane. Finally simulated results are presented to illustrate the validity of our proposal.CLERMONT FD-Bib.électronique (631139902) / SudocSudocFranceF

Visual Servoing Based on Shifted Moments

International audience—In the last decade, image-moments have been exploited in several visual servoing schemes for their ability to represent object regions, objects defined by contours or a set of discrete points. Moments have also been useful to achieve control decoupling properties and to choose minimal number of features to control the whole degrees of freedom of a camera. However the choice of moment-based features to control the rotational motions around the x-axis and y-axis simultaneously with the translational motions along the same axis remains a key issue. In this paper, we introduce new visual features computed from low order 'shifted moments invariants'. Importantly, they allow (1) to define a unique combination of visual features to control the whole 6 DOF of a eye-in-hand camera independently from the object shape and (2) to significantly enlarge the convergence domain of the closed loop system

A novel brushless de‐excitation system for synchronous generators using a buck chopper with a freewheeling discharge resistor

Abstract A new de‐excitation system for advanced brushless excitation based on a synchronous generator is presented. The proposed system uses a discharge resistor in series with a freewheeling diode of a buck chopper. It improves the reliability of the entire power plant and can be used on several excitation systems. It can be used in case of programmed shutdown of the generator and also shows good results in voltage regulation without destroying the efficiency of the excitation system under nominal operation. An analysis of the system has allowed us to suggest a methodology to obtain the appropriate value of the discharge resistance to be used. The validation of the proposed system has been done through simulations in the Matlab/Simulink environment, supported by experimental tests