Contribution à la navigation de robots mobiles PDF Download
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Author: Nicolas Morette
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Languages : fr
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Book Description
L'autonomie d'un robot mobile autonome requiert la réalisation coordonnée de tâches de commande et de perception de l'environnement. Parmi celles-ci, la navigation joue un rôle de pivot dans l'interaction du robot avec son terrain d'évolution. Elle consiste en la détermination de trajectoires réalisables par le robot pour suivre un chemin préétabli, tout en assurant la non collision avec les obstacles, mobiles ou fixes. Pour effectuer cette tâche, notre approche s'appuie sur le modèle cinématique direct du véhicule pour générer des trajectoires admissibles par le robot. En premier lieu, une trajectoire de référence est construite à partir du chemin à suivre. Le problème de navigation est alors modélisé sous la forme d'un problème d'optimisation sous contraintes dont la fonction coût quantifie l'écart entre la trajectoire prédite du robot et la trajectoire de référence. Les obstacles sont intégrés sous forme de contraintes en pénalisant le critère, et sa minimisation détermine la commande optimale à appliquer. Cette navigation par commande prédictive nous permet d'anticiper les mouvements de contournement d'obstacles sur l'horizon de prédiction choisi, tout en gardant une certaine réactivité vis-à-vis de la dynamique des obstacles et du robot. En outre, l'utilisation de familles de trajectoires paramétrées permet de maitriser le comportement du véhicule.
Author: Nicolas Morette
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Languages : fr
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L'autonomie d'un robot mobile autonome requiert la réalisation coordonnée de tâches de commande et de perception de l'environnement. Parmi celles-ci, la navigation joue un rôle de pivot dans l'interaction du robot avec son terrain d'évolution. Elle consiste en la détermination de trajectoires réalisables par le robot pour suivre un chemin préétabli, tout en assurant la non collision avec les obstacles, mobiles ou fixes. Pour effectuer cette tâche, notre approche s'appuie sur le modèle cinématique direct du véhicule pour générer des trajectoires admissibles par le robot. En premier lieu, une trajectoire de référence est construite à partir du chemin à suivre. Le problème de navigation est alors modélisé sous la forme d'un problème d'optimisation sous contraintes dont la fonction coût quantifie l'écart entre la trajectoire prédite du robot et la trajectoire de référence. Les obstacles sont intégrés sous forme de contraintes en pénalisant le critère, et sa minimisation détermine la commande optimale à appliquer. Cette navigation par commande prédictive nous permet d'anticiper les mouvements de contournement d'obstacles sur l'horizon de prédiction choisi, tout en gardant une certaine réactivité vis-à-vis de la dynamique des obstacles et du robot. En outre, l'utilisation de familles de trajectoires paramétrées permet de maitriser le comportement du véhicule.
Author: Mohammed Tounsi
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Languages : fr
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Author: Mohamed Elarbi Boudihir
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Languages : fr
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Cette thèse concerne l'étude et le développement d'une architecture logicielle d'un système de vision pour le guidage d'un robot mobile dans un milieu extérieur. Ce système est composé de différents modules assurant chacun une tache spécifique, et l'ensemble des taches est coordonné par un module central jouant le rôle de superviseur. Dans cette étude, l'accent est principalement mis sur le module d'analyse de scène qui est basé sur un algorithme de détection des éléments linéaires dans l'image numérique. Ce module est fonctionnel sous deux modes différents: la phase initiale qui consiste en un traitement de l'image entière pour initialiser la navigation, et la phase de suivi continu qui assure le traitement sur des fenêtres extraites des images prises périodiquement. Pour diminuer le risque d'erreur lié à ce type de technique, une carte détaillée de l'environnement à été établie dans le but de réaliser une prédiction de scène à partir de données visuelles. La scène est utilisée pour valider les éléments détectés au niveau du module de la base de connaissance. Ce dernier établit un raisonnement à partir des informations acquises et prédites pour construire un modèle de la scène. Le module de pilotage génère à partir de ce modèle une trajectoire constituée d'une suite de segments de droite qui sont ensuite interprétés séquentiellement par le dispositif de navigation
Author: Michael Defoort
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Languages : fr
Pages : 206
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Ce travail se place dans le cadre de la navigation autonome d'une flottille de robots mobiles non holonomes. Notre objectif est de doter un système multi-robots à la fois d'une architecture de planification de trajectoire flexible et d'une architecture de poursuite de trajectoire performante et robuste.Le premier chapitre est consacré à la présentation du contexte.Le deuxième chapitre est dévolu au développement d'un algorithme de planification de trajectoire admissible pour un robot mobile suffisamment flexible pour pouvoir être étendu au cadre multi-robots.Dans le troisième chapitre, deux mécanismes de coordination sont développés. Pour le premier, les conflits sont résolus via un superviseur. Le second permet la génération en ligne des trajectoires optimales de chaque robot de manière décentralisée à partir uniquement des informations disponibles.Le quatrième chapitre concerne la commande par modes glissants d'ordre quelconque. L'efficacité de l'algorithme est mise en lumière à travers des résultats expérimentaux sur un moteur pas à pas.Dans le cinquième chapitre, deux algorithmes de commande par modes glissants avec action intégrale sont synthétisés et implémentés sur le robot Pekee. Ces techniques assurent la stabilisation et/ou le suivi de trajectoire malgré la présence de perturbations et d'incertitudes.Le dernier chapitre décrit un mécanisme décentralisé de coordination de type ``meneur/suiveur''. Il permet de s'affranchir de la connaissance de la position absolue de l'ensemble des robots et d'éviter les collisions entre robots. Enfin, nous présentons des résultats expérimentaux sur une flottille de trois robots Miabot.
Author: Kokou Djath
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Languages : en
Pages : 192
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Les travaux présentés dans ce mémoire abordent les problèmes de navigation et de localisation d’un robot mobile non-holonome lors des changements d’environnements entre l’intérieur et l’extérieur. Ces problèmes sont formulés en termes de variations des caractéristiques statistiques des bruits de mesure en localisation et de changement de capteurs mis en jeu en navigation. La démarche exposée consiste à déterminer d’abord les moyens de navigation du robot, à identifier ensuite le type environnement de travail du robot (intérieur, transition ou extérieur) à partir des informations sensorielles et enfin à reconfigurer les moyens de navigation du robot afin de l’adapter au nouvel environnement. L’identification du type d’environnement a été réalisée en vérifiant l’état de fonctionnement des différents capteurs par rapport à l’évolution du bruit. Le filtre de Kalman étendu et la méthode des moindres carrés orthogonaux ont été retenus comme algorithmes de fusion de données pour la localisation du robot. Le premier est utilisé en environnements intérieurs et extérieurs où les bruits de mesure peuvent être statistiquement bien caractérisés. Le second algorithme est utilisé en transition car dans ce milieu l’estimation du bruit est plus complexe. L’évolution du bruit dépend alors des perturbations ; d’où la nécessité d’une méthode robuste faisant peu d’hypothèses sur les bruits. Nous avons proposé enfin, une méthode de navigation basée sur le principe de sous-buts à l’intérieur. Les algorithmes proposés dans cette étude ont été validés sur le robot mobile expérimental ROMANE (Robot Mobile pour la Navigation à l’Extérieur)
Author: Sada Wane
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Languages : fr
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Author: Abdelhamid Tayebi
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Languages : fr
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Author: Benoît Thuilot
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Languages : fr
Pages : 0
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Author: José Gabriel Ramirez-Torres
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Languages : fr
Pages : 154
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CE MEMOIRE PRESENTE UNE METHODE DE PLANIFICATION LOCALE DE ROBOTS MOBILES DANS UN ENVIRONNEMENT TOTALEMENT INCONNU, TOUT EN CONSIDERANT LES CONTRAINTES DE NON HOLONOMIE DU ROBOT. LA METHODE PROPOSEE UTILISE UNE NOUVELLE REPRESENTATION DES OBSTACLES DANS L'ESPACE DES VITESSES DU ROBOT. LES OBSTACLES DANS LA ZONE D'INFLUENCE DU ROBOT SONT MODELISES PAR DES CONTRAINTES LINEAIRES SUR LES VITESSES DU ROBOT. L'ENSEMBLE DE CES CONTRAINTES DEFINIT UN SOUS-ENSEMBLE CONVEXE DANS L'ESPACE DES VITESSES, QUE NOUS APPELONS POLYGONE DE VITESSES ADMISSIBLES. CHAQUE VITESSE DU PVA UTILISEE PAR LE ROBOT LUI ASSURE UN DEPLACEMENT SANS COLLISION. L'ALGORITHME DE PLANIFICATION DE TRAJECTOIRES SE COMPOSE DE DEUX MODULES, RESPECTIVEMENT APPELES ALLER AU BUT ET CONTOURNER L'OBSTACLE. LE PREMIER MODULE, BASE SUR UNE APPROCHE D'OPTIMISATION LOCALE, PERMET AU ROBOT DE S'APPROCHER DU BUT TOUT EN EVITANT LES COLLISIONS. CE PROBLEME D'OPTIMISATION EST TRADUIT EN UN PROBLEME DE CALCUL DE DISTANCE MINIMALE DANS L'ESPACE DES VITESSES DU ROBOT. COMPTE TENU DE SA NATURE LOCALE, LE PREMIER MODULE PEUT CONDUIRE LE ROBOT VERS UNE SITUATION DE BLOCAGE, CORRESPONDANTE A UN MINIMUM LOCAL DE LA FONCTION OBJECTIVE. LE DEUXIEME MODULE S'INSPIRE D'UNE PROCEDURE DE SUIVI DE MUR, QUI EXPLOITE LE PVA, POUR CONTOURNER LES OBSTACLES A L'ORIGINE DU BLOCAGE. UNE FOIS QUE CES OBSTACLES ONT ETE CONTOURNES, L'ALGORITHME REPREND LE PREMIER MODULE ET LE ROBOT CONTINUE SA PROGRESSION VERS LE BUT. PUISQUE SEULE LA DISTANCE ENTRE LE ROBOT MOBILE ET LES OBSTACLES EST UTILISEE, LA METHODE EST BIEN ADAPTEE POUR ETRE UTILISEE AVEC DES CAPTEURS EMBARQUES. LES DIFFERENTS RESULTATS, OBTENUS AUSSI BIEN PAR SIMULATION QU'EXPERIMENTALEMENT SUR UN ROBOT REEL, MONTRENT LES CAPACITES DE LA METHODE PROPOSEE POUR RESOUDRE LE PROBLEME DE PLANIFICATION DE TRAJECTOIRES SANS COLLISION, MEME DANS DES ENVIRONNEMENTS FORTEMENT ENCOMBRES.
Author: Eric Lucet
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Languages : fr
Pages : 131
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Les problématiques de recherche abordées dans le cadre de cette thèse sont la localisation et la commande dynamique des robots mobiles à roues lors de leur évolution à grande vitesse en environnements extérieurs. Pour la localisation, nous proposons un filtre de Kalman étendu qui permet d'estimer la position et l'orientation du véhicule dans le plan du lacet en tenant compte des temps de latence lors de la réception de mesures GPS, et vérifie leur pertinence. Ce filtre a été simulé et validé lors de phases expérimentales. Une loi de commande en suivi de chemin, assurant la régulation de l'angle de lacet et de la vitesse d'avance est développée en utilisant les techniques de commande de type mode glissant. Une implémentation de cette loi de commande a été réalisée sur deux types de robots mobiles à quatre roues et à six roues. La seconde commande présentée consiste à moduler les couples appliqués sur chacune des quatre roues d'un véhicule à roues avants directionnelles en s'appuyant sur une analyse de son comportement dynamique pour une compensation des erreurs en vitesse de lacet. Cet algorithme, validé expérimentalement, a ensuite été complété en y intégrant le modèle dynamique d'un robot composé d'un nombre quelconque de roues directionnelles. Enfin, nous étudions le phénomène de dérapage en vue de l'utiliser pour l'optimisation temporelle d'un suivi de chemin
