Pascal Morin

Professeur

Centre · CAOR

Discipline(s): Signal, image, automatique, robotique et génie industriel

Mots-clés

Prix & distinctions

2025 Figurant dans la liste des "World’s Top 2% Scientists" publiée par l'université de Standford

Équipe

CAOR

Biographie

Pascal Morin est un chercheur spécialisé en robotique et automatique, dont les travaux se concentrent sur le développement de méthodes de contrôle et d’estimation pour les systèmes robotisés et les véhicules autonomes. Ses recherches abordent des problématiques variées telles que la commande visuelle, l’odométrie basée sur des capteurs aérodynamiques, la stabilisation de systèmes sous-actionnés, ou encore la modélisation et le contrôle de drones convertibles et de micro-véhicules aériens (MAV). Pascal Morin a contribué à des avancées significatives dans la conception d’algorithmes de commande non linéaire, notamment pour des robots en interaction avec des environnements complexes, et en navigation autonome. Ses travaux incluent également des solutions innovantes pour l’estimation de pose, la planification de trajectoires, et la gestion des vibrations induites par les frottements, avec des validations expérimentales sur des plateformes robotiques variées, allant des bras manipulateurs aux drones et aux véhicules terrestres.

Publication(s)

2024
A Nonlinear Observer Approach to Diagonally Decoupled Direct Visual Servo Control DOI : 10.1109/TCST.2024.3415236
2023
Cascade architecture for nonlinear control of transient and stationary regimes of friction-induced vibrations DOI : 10.1007/s11071-022-08150-7
2023
Airflow-based odometry for MAVs using thermal anemometers DOI : 10.1177/17568293221148385
2021
Model Predictive Control with Obstacle Avoidance for Inertia Actuated AFM Probes Inside a Scanning Electron Microscope DOI : 10.1109/LRA.2020.2974388
2020
Identification and evaluation of a force model for multirotor UAVs DOI : 10.1109/ICRA40945.2020.9197317
2020
Decoupled Intensity-Based Nonmetric Visual Servo Control DOI : 10.1109/TCST.2018.2873541
2020
Nonlinear observer design on SL(3) for homography estimation by exploiting point and line correspondences with application to image stabilization DOI : 10.1016/j.automatica.2020.108858
2019
Feature-based recursive observer design for homography estimation and its application to image stabilization DOI : 10.1002/asjc.2012
2019
Feedback Control of a Motorized Skateboard DOI : 10.1109/TAC.2018.2830509
2018
Editorial for special collection on the estimation and control of MAV navigation in GPS-denied cluttered environments DOI : 10.1177/1756829318772901
2018
Micro air vehicle local pose estimation with a two-dimensional laser scanner: A case study for electric tower inspection DOI : 10.1177/1756829317745316
2017
Uniform observability of linear time-varying systems and application to robotics problems DOI : 10.1007/978-3-319-68445-1_39
2017
Feature-based pose estimation on-board MAVs equipped with 2D laser scanners for the automatic inspection of electric towers DOI : 10.1109/RoMoCo.2017.8003894
2017
Model-based pose estimation on-board MAVs equipped with 2D laser scanners for the automatic inspection of electric towers DOI : 10.1109/RoMoCo.2017.8003895
2017
Stabilization of a class of underactuated vehicles with uncertain position measurements and application to visual servoing DOI : 10.1016/j.automatica.2016.11.012
2016
Modeling and control of wheeled mobile robots DOI : 10.1007/978-3-319-32552-1_49
2016
Modeling and Control of Wheeled Mobile Robots DOI : 10.1007/978-3-319-32552-1_49
2015
Modeling and control of convertible micro air vehicles DOI : 10.1109/RoMoCo.2015.7219734
2015
Nonlinear feedback control of axisymmetric aerial vehicles DOI : 10.1016/j.automatica.2014.12.031
2015
Control of VTOL vehicles with thrust-tilting augmentation DOI : 10.1016/j.automatica.2014.10.129
2014
Control of a new convertible UAV with a minimal sensor suite DOI : 10.1109/CDC.2014.7039386
2014
A novel approach to the automatic control of scale model airplanes DOI : 10.1109/CDC.2014.7039480
2014
Visual servoing for underactuated VTOL UAVs: A linear, homography-based framework DOI : 10.1002/rnc.2987
2014
A linear approach to visuo-inertial fusion for homography-based filtering and estimation DOI : 10.1109/IROS.2014.6942990
2013
Visuo-inertial fusion for homography-based filtering and estimation DOI : 10.1109/IROS.2013.6697106
2013
Nonlinear control of aerial vehicles subjected to aerodynamic forces DOI : 10.1109/CDC.2013.6760648
2013
Modeling and energy evaluation of small convertible UAVs
2013
Modeling and energy evaluation of small convertible UAVs ? DOI : 10.3182/20131120-3-FR-4045.00004
2013
Nonlinear control of unicycle-like robots for person following DOI : 10.1109/IROS.2013.6696841
2013
Decoupled direct visual servoing DOI : 10.1109/IROS.2013.6696334
2013
Introduction to feedback control of underactuated VTOL vehicles DOI : 10.1109/MCS.2012.2225931
2012
Feedback control of a redundant wheeled snake mechanism using transverse functions on SO(4) DOI : 10.3182/20120905-3-HR-2030.00020
2012
Feedback control of the general two-trailers system with the Transverse Function approach DOI : 10.1109/CDC.2012.6427071
2012
Nonlinear control of underactuated vehicles with uncertain position measurements and application to visual servoing DOI : 10.1109/acc.2012.6315115
2012
Nonlinear complementary filters on the special linear group DOI : 10.1080/00207179.2012.693951
2011
Homography estimation on the Special Linear group based on direct point correspondence DOI : 10.1109/CDC.2011.6160724
2011
Haptic-based bilateral teleoperation of underactuated unmanned aerial vehicles DOI : 10.3182/20110828-6-IT-1002.02989
2011
Visual servoing for underactuated VTOL UAVs: A linear, homography-based approach DOI : 10.1109/ICRA.2011.5979741
2011
Control of two-steering-wheels vehicles with the Transverse Function approach DOI : 10.1109/CDC.2011.6160200
2011
Nonlinear control of PVTOL vehicles subjected to drag and lift DOI : 10.1109/CDC.2011.6160712
2011
Nonlinear filter design for pose and IMU bias estimation DOI : 10.1109/ICRA.2011.5979795
2011
A nonlinear observer approach for concurrent estimation of pose, IMU Bias and camera-to-IMU rotation DOI : 10.1109/IROS.2011.6048271
2010
Estimation of homography dynamics on the special linear group DOI : 10.1007/978-1-84996-089-2_8
2010
Feedback control of a wheeled snake mechanism with the transverse function approach DOI : 10.1109/CDC.2010.5717619
2009
Control of a class of thrust-propelled underactuated vehicles and application to a VTOL drone DOI : 10.1109/ROBOT.2009.5152210
2009
Dynamic estimation of homography transformations on the special linear group for visual servo control DOI : 10.1109/ROBOT.2009.5152384
2009
Control of nonholonomic mobile robots based on the transverse function approach DOI : 10.1109/TRO.2009.2014123
2009
A control approach for thrust-propelled underactuated vehicles and its application to VTOL drones DOI : 10.1109/TAC.2009.2024569
2009
Tracking control of the trident snake robot with the transverse function approach DOI : 10.1109/CDC.2009.5399958
2009
Transverse functions on special orthogonal groups for vector fields satisfying the LARC at the order one DOI : 10.1109/CDC.2009.5400526
2008
Stabilization of trajectories for systems on lie groups. Application to the rolling sphere DOI : 10.3182/20080706-5-KR-1001.2439
2008
Transverse Function control of a class of non-invariant driftless systems. Application to vehicles with trailers DOI : 10.1109/CDC.2008.4739080
2007
Balanced-force-control of underactuated thrust-propelled vehicles DOI : 10.1109/CDC.2007.4434268
2006
A framework for the control of nonholonomic mobile manipulators DOI : 10.1177/0278364906068374
2006
Trajectory tracking for nonholonomic vehicles DOI : 10.1007/978-1-84628-405-2_1
2006
Control of a nonholonomic mobile robot via sensor-based target tracking and pose estimation DOI : 10.1109/IROS.2006.282282
2006
Control with transverse functions and a single generator of underactuated mechanical systems DOI : 10.1109/cdc.2006.377277
2005
Control of underactuated mechanical systems by the transverse function approach DOI : 10.1109/CDC.2005.1583373
2005
Practical and asymptotic stabilization of chained systems by the transverse function control approach DOI : 10.1137/S0363012903421868
2004
Trajectory tracking for non-holonomic vehicles: Overview and case study DOI : 10.1109/romoco.2004.240574
2003
Practical and asymptotic stabilization of the 3-d chained system by the transverse function approach
2003
Practical Stabilization of Driftless Systems on Lie Groups: The Transverse Function Approach DOI : 10.1109/TAC.2003.816963
2003
Stabilisation de systemes non linèaires sans dérive: I'approche par fonctions transverses DOI : 10.3166/jesa.37.213-244
2003
Field-oriented control of induction motors by application of the transverse function control approach DOI : 10.1109/CDC.2003.1271952
2002
Practical stabilization of driftless systems on Lie groups
2002
A characterization of the Lie algebra rank condition by transverse periodic functions DOI : 10.1137/S0363012900366054
2001
Chained form approximation of a driftless system. Application to the exponential stabilization of the general N-trailer system DOI : 10.1080/00207170110086935
2001
Practical stabilization of driftless homogeneous systems based on the use of transverse periodic functions
2000
A characterization of the lie algebra rank condition by transverse periodic functions
2000
Practical stabilization of a class of nonlinear systems. Application to chain systems and mobile robots
2000
Control of nonlinear chained systems: from the Routh-Hurwitz stability criterion to time-varying exponential stabilizers DOI : 10.1109/9.827372
2000
Robust stabilization of driftless systems with hybrid open-loop/feedback control DOI : 10.1109/ACC.2000.876959
1999
Non-robustness of continuous homogeneous stabilizers for affine control systems
1999
Design of homogeneous time-varying stabilizing control laws for driftless controllable systems via oscillatory approximation of Lie brackets in closed loop DOI : 10.1137/S0363012997315427
1999
Exponential stabilization of nonlinear driftless systems with robustness to unmodeled dynamics DOI : 10.1051/cocv:1999101
1999
Note on the design of homogeneous time-varying stabilizing control laws for driftless controllable systems via oscillatory approximation of Lie brackets in closed-loop
1999
On the robust stabilization of chained systems by continuous feedback
1998
Time-varying homogeneous feedback: Design tools for the exponential stabilization of systems with drift DOI : 10.1080/002071798221605
1997
Control of nonlinear chained systems. From the Routh-Hurwitz stability criterion to time-varying exponential stabilizers
1997
Time-varying exponential stabilization of a rigid spacecraft with two control torques DOI : 10.1109/9.566663
1997
Application of backstepping techniques to the time-varying exponential stabilisation of chained form systems DOI : 10.1016/s0947-3580(97)70059-1
1996
Time-varying exponential stabilization of chained form systems based on backstepping technique
1996
Robust stabilisation of the angular velocity of a rigid body with two controls DOI : 10.1016/S0947-3580(96)70028-6
1995
Time-varying feedback stabilization of the attitude of a rigid spacecraft with two controls DOI : 10.1016/0167-6911(94)00095-D
1995
Time-varying exponential stabilization of the attitude of a rigid spacecraft with two controls
1994
Time-varying feedback stabilization of the attitude of a rigid spacecraft with two controls

Enseignements

Mathématiques appliquées : robotique, vision, automatique (MAREVA) option

Intervenant

Contenu de la 2ème année Les enseignements et activités pédagogiques dispensés en seconde année sont communs à tous les élèves ayant choisi MAREVA et se déroulent à Paris. L’organisation de la période de 2ème année est centrée sur l’étude des Systèmes Complexes : systèmes dynamiques en temps discret, filtrage et identification, capteurs embarqués et fusion de données, traitement d’images et imagerie médicale. Ce bloc est complété par des conférences d'introduction à la Robotique et aux ITS, d'introduction à la réalité virtuelle et réalité augmentée, des séances de programmation en C++ et programmation graphique ainsi que des séances de mini-projets réalisés en binôme, encadrés par les chercheurs des centres et mettant en application les concepts vus en cours. Voici quelques exemples de mini-projets réalisés ces dernières années : asservissement latéral (Lane Keeping, ESP) et longitudinal d'un véhicule (ACC); asservissement par capteurs de couleurs d'une petite voiture sur ligne blanche; évaluation d’un système de capture de mouvement grand public (la Wiimote); mise en correspondance de nuages de points 3D pour cartographie numérique ; modélisation et stabilisation d’un plongeur ; édition d'image basée sur une segmentation hiérarchique ; modélisation et contrôle de grues de chantiers ; algorithmes d'estimation et de contrôle d'un robot mobile développé par SAGEM ; développement d'algorithmes de parking, validation et tests sur logiciel graphique 3D ; mise en place d'interactions homme/environnement dans une cuisine virtuelle. Contenu de la 3ème année En 3ème année, les activités du mois d'octobre restent communes. Les deux premières semaines à Paris sont consacrées à des cours notamment en vision et traitement d'images dans le contexte automobile, sur le contrôle non linéaire et ses applications en robotique, sur les robots humanoïdes, sur les systèmes à événements discrets, les systèmes à retards .... Un ES en vision et morphologie mathématique sur une semaine bloquée en novembre complète la formation des spécialités Vision et Robotique. Les deux dernières semaines d'octobre sont dédiées aux mini-projets (d’un niveau plus approfondi que ceux de 2ème année), ainsi qu'au voyage d'option durant lequel les étudiants visitent des laboratoires et des entreprises. Ces quatre dernières années le voyage a été organisé respectivement en Italie et Rhône-Alpes (STMicroelectronics, ISPRA, INRIA Rhône-Alpes, LAG ...), dans la région de Nice et Monaco (INRIA Sophia-Antipolis, Thalès Alénia Space, musée des automates ...), en Allemagne à Stuttgart et Munich (Bosch, Mercedes, German Aerospace ...), à Toulouse (CNES, LAAS, Laboratoires Pierre Fabre ...), à Bordeaux (LABRI, LAPS, Laser MégaJoule, Thalès, EvTronic, BeTomorrow ...). Ces voyages sont de bonnes occasions de nouer des contacts intéressants pour les stages d’option en 3ème année. Les sujets de stage pour la 3ème année sont mutualisés et proposés indifféremment par les enseignants chercheurs de différents centres de mathématiques appliquées de l’école (CAOR, CAS, CMA, CMM) souvent en relation avec leurs activités en partenariat avec les industriels. Notons que chaque année, le nombre de stages proposés est largement supérieur au nombre d’optionnaires ! Quelques sujets d'option représentatifs traités ces dernières années : Automatique : Guidage exoatmosphérique d’Ariane V – EADS (Automatique) ; Traitement du signal par bancs de filtres (IFP) Développement d’une méthode d’analyse de signaux ECG par inverse scattering (INRIA) Simulation et commande de robots humanoïdes (ATR Computational Neuroscience Laboratory. Kyoto) Synthèse de correcteur de pilotage d’un véhicule aérobie supersonique (ONERA) Validation de modèles de véhicules pour le contrôle-commande (PSA) Quantification des perturbations maximales admissibles sur les organes de pilotage d’un véhicule aile en phase de rentrée atmosphérique (EADS) Estimation de paramètres sur des systèmes quantiques (Princeton University) Ooptimisation de production électrique, (EDF, Clamart) Dimensionnement des réseaux de transport gaziers, (GdF Suez, Saint-Denis) Robotique : Conduite automobile assistée par vision artificielle (INRIA/CAOR) Amélioration de la sécurité routière et du confort via le Contrôle Global de Châssis (PSA) Identification de l’adhérence disponible pour un véhicule (NEXYAD, projet ARCOS) Configuration d’un système à retour d’effort en réalité virtuelle (CEA/CAOR) Communication véhicule/infrastructure dans le domaine autoroutier (ASFA) Accrochage virtuel de véhicules pour la conduite en convoi (INRIA) Développement d’un éditeur de comportement de robot humanoïde (Aldebaran Robotics) Planification de mouvement pour robot humanoïde (Joint Research Laboratory Tsukuba) Développement d’un robot social (Advanced Telecommunications Research, Kyoto) Les olympiades des Cybercars : compétition de véhicules intelligents sur la route du futur à Saint-Brieuc (Conseil général des Côtes d’Armor) Simulation et estimation de position d'un drone quadricoptère, (Parrot, Paris) Préparation du pavillon français à l'exposition universelle de Shangaï sur les ITS Modélisation du trafic routier, projet Millenium (Université de Berkeley) Algorithmes neuronaux pour la perception (MIT, Cambridge) Capteur de vision sphérique pour la robotique mobile autonome, (INRIA Sophia-Antipolis) Vision : Annotation automatique d’images (LTU, Paris) Indexation d’images médicales (CEA, Fontenay aux Roses) Capteur d’environnement destiné à un service télématique (PSA, Vélizy) Segmentation d’images médicales pour la radiothérapie (Institut Gustave Roussy, Villejuif) Analyse d’images d’empreintes digitales (SAGEM, Eragny Sur Oise) Analyse de séquences d’images sportives (Thomson Broadcast, Breda, Pays-Bas) Optimisation compression/déconvolution (Alcatel Space Industries, Cannes) Cytologie quantitative et recherche de médicaments (CSIRO, Sydney, Australie) Morphogenèse 3D du rein de souris (Université de Monash, Clayton, Australie) Interprétation de scènes vidéo (Bosch, Hildesheim, Allemagne) Géolocalisation d'un paysage (Google Earth, USA) Contrôle qualité de verre photo-voltaïque (Saint-Gobain, Chine) Analyse d'images pour l'étude des propriétés mécaniques de l'os (Université d'Adélaïde, Australie) Particularités de l'option : La réalisation des mini-projets est très appréciée des étudiants. C’est un excellent moyen d’approfondir et d’appliquer les notions déclinées en cours mais aussi une très bonne occasion de rencontrer les chercheurs des différents laboratoires de l’école et de toucher à une première expérience, même limitée, dans le milieu de la recherche.

Direction(s) de thèse(s)

2025 Pilotage d'un Essaim de Drones pour Exploration Collaborative COLOMBINI-LJUNGBERG Oliver