dossier soutenance de thèse

R Tremier

Description

RESUME DE LA THESE Service de la Recherche N° d’ordre : D 10 - 01 Dans le domaine industriel, deux principaux secteurs traitent de la simulation d'objets virtuels : la conception assistée par ordinateur (CAO) et la réalité virtuelle (RV). L'utilisation des outils de RV donne une nouvelle dimension au développement rapide et à moindre coût d'un produit, en permettant de travailler collaborativement autour de la maquette numérique. La simulation d'assemblage THESE CAO en environnement virtuel suppose ainsi que les modèles mécaniques utilisés soient conformes à la réalité, dans la mesure où les résultats de la simulation doivent être proches du comportement des objets matériels réels. présentée C'est le moteur physique qui a pour tâche de calculer les comportements dynamiques des objets qui composent la scène virtuelle ; ces comportements devant l'Institut National des Sciences Appliquées de Rennes peuvent être calculés par simulation dynamique (ou statique) ou bien par des procédés cinématiques. La modélisation et l'utilisation d'objets rigides permettent en vue de l'obtention du à la simulation physique de mettre à jour rapidement les états physiques des objets, et ce suffisamment pour qu'un utilisateur puisse interagir en temps réel avec la simulation d'assemblage. DOCTORAT Dans ce contexte, nous proposons d'appliquer les technologies de l'interaction haptique, pour la réalisation d'assemblages mécaniques issus de la CAO. ...

Informations

• Publié par: Motheg
• Nombre de lectures: 31
• Langue: Français

Extrait

Service de la Recherche

N° d’ordre : D 10 -

01

THESE

présentée

devant l'Institut National des Sciences Appliquées de Rennes

en vue de l'obtention du

DOCTORAT

spécialité :

informatique

par

M

. Loïc TCHING

Intitulé :

Traitement générique des interactions haptiques pour

l'assemblage d'objets issus de CAO

Directeur de Thèse :

Georges DUMONT

Date, heure et lieu de soutenance :

04/02/2010, 10h45, Irisa Rennes, Salle Metivier

Membres du jury (nom, prénom, titre)

ARNALDI, Bruno

, Professeur INSA Rennes

LEON, Jean Claude

, Professeur ENSE3 Grenoble - INP

FISCHER, Xavier

, Professeur ESTIA

VANCE, Judy

, Professeur Iowa State University - USA

DUMONT, Georges

, Maître de Conférence, HDR ENS Cachan

PERRET, Jérôme

, Docteur Directeur Général Haption

ANDRIOT, Claude

, Docteur Chercheur CEA-LIST

RESUME DE LA THESE

Dans le domaine industriel, deux principaux secteurs traitent de la simulation

d'objets virtuels : la conception assistée par ordinateur (CAO) et la réalité

virtuelle (RV). L'utilisation des outils de RV donne une nouvelle dimension au

développement rapide et à moindre coût d'un produit, en permettant de travailler

collaborativement autour de la maquette numérique. La simulation d'assemblage

CAO en environnement virtuel suppose ainsi que les modèles mécaniques

utilisés soient conformes à la réalité, dans la mesure où les résultats de la

simulation doivent être proches du comportement des objets matériels réels.

C'est le moteur physique qui a pour tâche de calculer les comportements

dynamiques des objets qui composent la scène virtuelle ; ces comportements

peuvent être calculés par simulation dynamique (ou statique) ou bien par des

procédés cinématiques. La modélisation et l'utilisation d'objets rigides permettent

à la simulation physique de mettre à jour rapidement les états physiques des

objets, et ce suffisamment pour qu'un utilisateur puisse interagir en temps réel

avec la simulation d'assemblage.

Dans ce contexte, nous proposons d'appliquer les technologies de l'interaction

haptique, pour la réalisation d'assemblages mécaniques issus de la CAO. Le

principal enjeu de la simulation interactive d'Assemblage/Désassemblage

d'objets rigides tient dans la fidélité de la simulation, par rapport à la réalité.

Parmi les nombreux facteurs qui influencent le degré de réalisme de simulation,

nous nous concentrons sur le réalisme des comportements physiques des objets

3D simulés ainsi que sur les performances de l'utilisateur dans la réalisation de

tâches d'assemblage. Dans le cadre précis des simulations haptiques, nous

proposons de traiter simultanément ces deux facteurs. Au sein d'une même

simulation d'assemblage, l'utilisateur doit pouvoir percevoir des comportements

dynamiques réalistes lors d'interactions élémentaires avec l'environnement

virtuel, ainsi que pouvoir réaliser des tâches d'A/D de manière efficace.

Cette thèse propose ainsi d'utiliser deux formulations différentes de la

dynamique, selon que l'utilisateur a besoin de se concentrer sur l'exploration

haptique d'une scène ou sur l'assemblage d'objets CAO. Dans une première

contribution, nous proposons de baser la simulation haptique sur une

modélisation rigoureuse de la mécanique : pour rendre compte de

comportements réalistes des objets, nous utilisons les méthodes de dynamique

non régulière, et particulièrement des approches de non smooth contact

dynamics (NSCD). Dans une deuxième contribution, nous proposons d’identifier

les différentes étapes qui composent l'assemblage interactif, pour assister

l'utilisateur dans la réalisation de tâches de montage et de démontage. Cette

assistance consiste en un guidage virtuel des objets, qui contraint

géométriquement et cinématiquement les mouvements des objets à assembler.

Nous présentons une nouvelle méthode de guidage, baptisée guidage virtuel

contraint, qui applique des contraintes cinématiques aux objets, en fonction des

tâches d’assemblage à réaliser. La transition entre le mode exploratoire, géré par

dynamique non contrainte et le mode assemblage, géré par dynamique

contrainte, est assuré par un guidage géométrique inspiré des virtual fixtures, qui

constitue une troisième contribution.