Description

Cette thèse a pour but d'élaborer de nouvelles méthodes d'asservissements visuels pour des tâche robotisées telles que l'assemblage, l'inspection ou le soudage.
La difficulté et l'originalité du sujet repose sur plusieurs aspects, liés aux contraintes de production qui intéressent les industriels membres de l'IRT JV:
• l'absence de calibration précise a priori du dispositif (confinement de la tâche, coût rédhibitoire d'une métrologie)
• l'absence de donnée d'entraînement (petite série voir pièce unique)
• la complexité potentielle des trajectoires
Votre mission sera de répondre simultanément à ces difficultés en reprenant, généralisant et étendant une méthode déjà expérimentée dans le cadre d'un projet passé.
Le principe de la méthode consiste à générer des champs de vecteurs dans l'espace image des caméras en y intégrant les différentes contraintes de la tâche et les obstacles. Le système d'actionnement est alors asservi en vitesse à partir du champ de vecteurs, ce qui permet d'en maîtriser le comportement sans dépendance temporelle explicite.
La thèse traitera des systèmes de complexité croissante. Elle démarrera sur de petits exemples théoriques minimalistes en dimension réduite, puis évoluera vers des systèmes de plus en plus complets, simulés puis réels.

Vos activités significatives seront :
• Une bibliographie poussée (mais ciblée) sur l'asservissement visuel et en particulier l'analyse de stabilité des lois de commande
• L'étude mathématique de lois de commandes
• Le développement en C++ de programmes basés sur les frameworks/librairies ROS 2, OpenCV et OpenMesh
• La mise au point expérimentale sur un dispositif constitué d'un bras cobotique et une ou plusieurs caméras (à l'ICA Albi)
• Le déploiement de la solution sur au moins un démonstrateur industriel de l'IRT Jules Verne
• La communication dans des congrès et revue scientifique et la rédaction (en Latex) du manuscrit

Compétences requises

Vous êtes diplômé d’un master en robotique, automatique ou mathématiques appliquées, vous avez une réelle appétence pour les mathématiques et leur mise en œuvre concrète à travers la programmation et l’expérimentation Connaissances théoriques requises sur ce poste: • Mathématiques : algèbre linéaire, calcul différentiel, méthodes numériques • Informatique : algorithmique, programmation (C++ de préférence), notions de complexité • Automatique : fondements (automatique linéaire, analyse fréquentielle, PID) • Robotique : modèles géométrique, cinématique, dynamique (notions) Compétences technique attendues: • Analyse et modélisation mathématique d’un problème • Développement de projets informatiques complexes avec intégration de librairies tierces • Démarche d’expérimentation scientifique rigoureuse • Capacité à communiquer : savoir synthétiser son travail, exposer l’état d’avancement, identifier ses difficultés et en rendre compte de façon claire et structurée • Connaissance du middleware ROS et des libraires OpenCV appréciée (non-exigée)

Bibliographie

• X. Sun, X. Zhu, P. Wang and H. Chen, A Review of Robot Control with Visual Servoing, 2018 IEEE 8th Annual International Conference on CYBER Technology in Automation, Control, and Intelligent Systems, 2018.
• G. Chabert, F. Chaumette, A. Suarez Roos. Clevis and Tenon Assembly Using Visual Guiding Fields, IROS 2025 - IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2025.
• J. Pomares and F. Torres, Time Independent Tracking Using 2D Movement Flow-Based Visual Servoing, IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation (ICRA), 2005.
• R. Reyes, I. Becerra and R. Murrieta-Cid, Visual-RRT*: Generating Asymptotically Optimal Trajectories With Vision-Based Controllers, IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2026

Mots clés

Asservissement visuel, Robotique de procédés, Bras manipulateurs