Electronique
Étude et réalisation d'un systèmeembarqué pour leContrôle et l’aide à la navigation d'unquadri-rotors.
This work consists firstly in the realization of an autopilot board for Quad-rotor basedon the ARDUINO MEGA development board. The latter must be able to acquire and processinformation from sensors: MPU6050 (The accelerometer, the gyroscope, the magnetometer)and the GPS sensors in real time to command and control the Quad-rotor. The resultsobtained by the sensors must be displayed on a graphical interface representing the groundstation. The second part is to realize and embark of a navigation aid system based onultrasonic sensors. Voir les détails
Mots clés : Quad-rotor, autopilot, Arduino MEGA, GPS, MPU6050, ground station, real time, Ultrasound
Algorithmes Adaptatifs Appliqués à la Localisation et au Suivi de l'Evolution des Sources d'Emission Acoustique (EA)
Le contrôle non-destructif (CND) par émission acoustique (EA) permet la détection de la création, de la localisation et / ou de l’évolution de défauts. Il repose sur l’utilisation d’un ou plusieurs capteurs pouvant être installés de façon permanente à l’écoute d’événements pouvant se dérouler au sein de structures de petites ou de grandes dimensions. Cependant, la précision des outils de localisation est fortement dépendante des méthodes d'analyse des signaux d'EA enregistrés. Cette dépendance constitue un verrou important qu'il est nécessaire de lever afin d'assurer le suivi spatial de la propagation de défauts le plus fiable possible. Cette thèse propose des algorithmes adaptatifs à base d'une technique de filtrage non linéaires pour la localisation et le suivi de source d'émission acoustique. L'algorithme d'estimation se compose de deux étapes principales. La première étape permet de mesurer le temps d'arrivée (TOA) des ondes d'EA par une analyse temps-fréquence basée sur la transformée en ondelettes continue (CWT), tenant compte des erreurs systématiques dues à l'incertitude de Heisenberg. La deuxième étape utilise le filtre de Kalman étendu (EKF) ou le filtre de Kalman non parfumé (UKF) pour estimer itérativement et d'une façon séquentielle l'emplacement des sources d'EA et leurs vitesses de propagation, tout en fusionnant efficacement les données multi-capteurs. L'approche proposée a été testée : les résultats expérimentaux obtenus sur banc d'essai ont clairement mis en évidence l'apport de ces approches en termes de performances, de précision et de robustesse. Les essais menés en laboratoire sont : des ruptures de mine sur une plaque de cuivre, des essais de traction sur une plaque d'aluminium et des essais de flexion 3 points sur une éprouvette en béton. Voir les détails
Mots clés : Contrôle non destructif (CND), Emission acoustique (EA), Transformée en ondelette continue, filtrage non-linéaire, filtre de Kalman étendu (EKF), filtre de Kalman non parfumé (UKF), localisation d'EA, Suivi de propagation d'EA, probabilité
Scale space Radon transform
An extension of Radon transform by using a measure function capturing the user need isproposed. The new transform, called scale space Radon transform, is devoted to the casewhere the embedded shape in the image is not ?liform. A case study is brought on a straightline and an ellipse where the SSRT behaviour in the scale space and in the presence of noiseis deeply analyzed. In order to show the effectiveness of the proposed transform, the exper-iments have been carried out, ?rst, on linear and elliptical structures generated syntheticallysubjected to strong altering conditions such blur and noise and then on structures imagesissued from real-world applications such as road traf?c, satellite imagery and weld X-rayimaging. Comparisons in terms of detection accuracy and computational time with well-known transforms and recent work dedicated to this purpose are conducted, where theproposed transform shows an outstanding performance in detecting the above-mentionedstructures and targeting accurately their spatial locations even in low-quality images. Voir les détails
Mots clés : radon transform, line, ellipse, scale space, noise
Conception et réalisation d’un système de contrôle non destructif par courant de Foucault pulsé
The conventional EC method is used for near-surface defects finding [5] [48] [12] [2]. On the other hand, and in order to control great depths, pulsed eddy currents are used [35] [48] [12] [2]. Through this project we aim to realize an analogue-digital PEC-NDT system, interfaced by a microcomputer. A set of experiments is carried out in order to prove the sensitivity of the designed system towards some parameters [2], where the determined mechanical properties are compared with the results obtained in order to in order to confirm some hypotheses [32]. Voir les détails
Mots clés : cnd, Instrumentation, Courants de Foucault pulsés
Segmentation des images radiographiques
Image segmentation is an important step in any image analysis process. The subject has already been tackled by multiple approaches. These approaches are based on various tools such as mathematical morphology, wavelet decomposition, active contours; some are based on the detection of contours and others on the identification of regions. Each of these classes of methods has its advantages and disadvantages. In this dissertation, we present the different segmentation approaches and we choose a hybrid method for segmenting chest X-ray images composed of two algorithms. One is the FCM as an initial contour for the other segmentation method LEVEL SET which is a variant of the deformable models based on the active contour method, we injecting the images resulting from this segmentation process into a convolutional neural network (CNN) in order to classify them according to the pathological state. Therefore the aim of our work is the implementation of a model for segmentation and classification of medical X-ray images to assist doctors in the detection of pulmonary pathologies. Voir les détails
Mots clés : image segmentation, chest X-ray image, Active contour, FCM, Level set, classification, CNN
MODELISATION ELECTROMAGNETIQUE DES MATERIAUX COMPOSITES EN COUCHES MINCES. APPLICATION A LA CONCEPTION DES ANTENNES MINIATURES EN HYPERFREQUENCES.
The purpose of this work is the electromagnetic modeling of thin-film materials for microwave applications; to improve performances and reduce dimensions. Our work is devoted to exploiting the characteristics of the materials studied for the miniaturization of multi band antennas work in several microwave ranges.Furthermore, the high-permittivity of ferroelectric thin-film materials are used to design miniatures antennas, which gives us a reduction about 67% in size .Thus; we have designed as well as tunable antenna in the region of 57 MHz. Another antenna is designed with the metamaterial cell engraved on the ground plane, whose choice of CSRR dimensions and its position are optimized by the particle swarm method. As a result, we obtained the miniature antenna with a reduction of 81% that operates in two frequencies 2.45 GHz and 5 GHz. Voir les détails
Mots clés : Modélisation électromagnétique, composites, couches minces, Antennes, métamatériaux
Improved cross pattern approach for steel surface defect recognition
In steel-making processes, different methods are used for online surface product monitoring. Such a control has become anecessity to avoid additional costs resulting from the poor quality of the final product. With the reported performance that variesfrom one application to another, all the applied methods have to meet a minimum of criteria as accuracy and speed. Thiseffectiveness is assured thanks to a relevant image description and efficient defect classification algorithms. The Dual CrossPattern technique, successfully applied in face recognition, is a concept that relies on coding pixels to provide such a discriminatingdescription of the image. Its principle can perfectly be used in industrial vision applications for surface defect recognition.In this study, the relevance of this method of describing defect images is evaluated, and improvements are proposed to increase itsefficiency. The experimental study shows that the pixel coding that considers the variations of the intensity in several directionsand captures the information from more than one pixel-neighborhood level makes it possible to better detect the variability in thedefect image and helps to increase the defect recognition rate. The experiments are carried out with the use of the publishedNortheastern University (NEU) database for the comparison and with a new constructed database to better show the improvementsbrought by the proposed approach. Voir les détails
Mots clés : Computer vision, Image description, Surface defect classification, Steel process
Steel Strip Surface Defect Identi?cation using MultiresolutionBinarized Image Features
The shaped steel strip, in the hot rolling process,may exhibit some surface ?aws. Their origin could bethe internal discontinuities in the input product or thethermomechanical transformation of the material, duringthe shaping process. Such defects are of a random occurrenceand may lead to costly rework operations or to adowngrading of the ?nal product. So, they should bedetected and identi?ed as soon as possible, to allow atimely decision-making. For such a quality monitoring, theused vision systems are mainly based on an imagedescription and a reliable classi?cation. In this paper, weexplore pre-de?ned image ?lters and work on a procedureto extract a discriminant image feature, while realizing thebest trade-off between the improved recognition rate of thesurface defects and the computing time. The proposedmethod is a multiresolution approach, based on theBinarized Statistical Image Features method, employed todate in biometrics. The ?lters, pre-learnt from naturalimages, are applied to steel defect images as a new surfacestructure indicator. They provide a quite discriminating image description. A relevant data reduction is used togetherwith a classi?er to allow an ef?cient recognition rate ofthe defective hot rolled products. Voir les détails
Mots clés : Computer vision, statistical features, Classi?cation, strip surface defects, hot rolling process
Apport des techniques de traitement de signal dans la localisation spatiale d’un défaut par ultrasons
Le contrôle non destructif (CND) est une étape importante dans un processus industriel. Il permet de contrôler l’intégrité des composants sans les endommager, pendant ou à la fin de leur fabrication, et en situation d’utilisation. Différents phénomènes physiques permettent ces contrôles de par leur caractère pénétrant dans les objets (ondes électromagnétique, ondes acoustiques, champs magnétique, etc.), menant à différents modes de contrôle. Nous nous intéressons dans ce travail au CND par ultrasons, modalité qui consiste à émettre des ondes acoustiques dans le matériau a inspecté. Les ondes se propagent dans le milieu, et récupérées par le capteur ultrasonore, permettent dans la mesure du possible de détecter et d’identifier les défauts contenus dans la pièce. Le même procédé peut être appliqué pour évaluer les matériaux, c’est-à-dire pour estimer des paramètres physiques propres, tels que la vitesse des ondes ou le coefficient d’atténuation. Le but de l’utilisateur est de visualiser les échos et d’en déduire une information spatiale sur l’objet inspecté. Nous nous intéressons aux discontinuités, qui présentent des transitions franches dans l’objet (surface, arrêts, défauts, etc.). L’analyse du signal peut cependant se révéler difficile a l’œil nu pour plusieurs raisons : bruit, atténuation, diffraction, superposition d’échos, etc. L’allure des échos rétrodiffusés (réfléchis) du signal ultrasonore, lors d’une opération d’inspection, donne une indication sur la forme géométrique, la taille et l’orientation des réflecteurs se trouvant sur la zone étudiée. Une estimation correcte et précise de la forme des échos ultrasonores est essentielle pour déterminer les propriétés du milieu de propagation. Des techniques de traitement du signal sont alors employées pour améliorer la résolution des signaux. Dans ce travail nous nous intéressons à la localisation spatiale d’un défaut dans une pièce métallique en appliquant des techniques de traitement de signal. Voir les détails
Mots clés : CND par ultrasons, ondes électromagnétique, ondes acoustiques, champs magnétique
Conception d’une chaîne de visionembarquée sur une plateforme FPGA
Our work consisted of a strategic development for the design and implementation of an embeddedvision chain with the use of a smart camera. The implementation of our vision chain for the acquisition ofvideo data is essentially based on the EMBV Python1300C embedded vision kit. The implementation of areconfigurable architecture is based on the exploitation of a Xilinx Zynq 7020 FPGA SoC Voir les détails
Mots clés : embedded vision chain, EMBV Python1300C, FPGA, ZYNQ-7000