Robust micro and nano manipulation by visual servoing

Micro / Nano positionnement robuste par asservissement visuel

Le Cui

équipe-projet Lagadic

Soutenance de thèse - Vendredi 26 janvier 2016

Les membres du Jury:

- Antoine Ferreira, Professeur, INSA Centre Val de Loire / Rapporteur
- Jacques Gangloff, Professeur, Université de Strasbourg / Rapporteur
- Nadine Le Fort - Piat, Professeur, ENSMM / Examinatrice
- Stéphane Régnier, Professeur, Université Pierre et Marie Curie / Examinateur
- Sounkalo Dembélé, Maître de Conférence, Université de Franche-Comté / Examinateur
- Eric Marchand, Professeur, Université de Rennes 1 /  Directeur de thèse

Résumé:

Avec le développement des nanotechnologies, il est devenu possible et souhaitable de créer et d'assembler des nano-objets. Afin d'obtenir des processus automatisés robustes et fiables, la manipulation à l'échelle nanométrique est devenue, au cours des dernières années, une tâche primordiale.

Dans cette thèse, nous abordons la problématique du micro- et nano-positionnement par asservissement visuel via l'utilisation d'un microscope électronique à balayage (MEB). Dans un premier temps, les modèles géométriques de la vision appliqués aux MEB sont étudiés afin de présenter, par la suite, une méthode, l'étalonnage de MEB par l'optimisation non-linéaire considérant les modèles de projection perspective et parallèle. Afin de résoudre le problème de la non-observabilité du mouvement dans l'axe de la profondeur du MEB les informations de défocalisation d'image sont considérées comme caractéristiques visuelles pour commander le mouvement sur cet axe.

Une méthode d'asservissement visuelle hybride est alors proposée pour effectuer le micro-positionnement en 6 degrés de liberté. Cette méthode est ensuite validée via l'utilisation d'un robot parallèle dans un MEB.

Finalement, un système de contrôle en boucle fermée pour l'autofocus du MEB est introduit, et une méthode de suivi visuel et d'estimation de pose 3D est proposée afin de réaliser le guidage visuel dans un MEB.