Contributions à la planification et à la commande pour les robots mobiles coopératifs PDF Download
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Author: Michael Defoort
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 206
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Book Description
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: Michael Defoort
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Category :
Languages : fr
Pages : 206
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Book Description
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: Yingchong Ma
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 168
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Book Description
Ce travail propose de nouvelles stratégies pour la planification et le contrôle des robots mobiles non-holonomes, de nouveaux algorithmes sont proposés. Tout d'abord, l'identification des différents modèles cinématiques de robot mobiles est discutée, et le problème est formulé comme l'identification en temps réel du signal de commutation d'un système singulier non-linéaire et à commutation. Deuxièmement, sur la base du modèle identifié, un algorithme de planification locale est proposé, et le contour irrégulier de l' obstacle est représenté par des segments. La trajectoire est obtenue en résolvant un problème de commande optimale avec contraintes. Troisièmement, nous appliquons un contrôleur i-PID pour contrôler le robot mobile non-holonome avec la perturbation dans les mesures. Un paramètre de commutation [alpha] est proposé en raison de la particularité du système non-holonome. En plus de notre algorithme de planification proposé, une autre approche de planification en utilisant de champs de potentiels est proposée. La nouvelle fonction de champ de potentiel est en mesure de résoudre les problèmes de minima locaux et de produire des forces lisses pour éviter les oscillations. Enfin, une approche de planification coopérative entre robots est proposée en utilisant les informations locales partagées par chaque robot. Le graphe de visibilité est utilisé pour générer une série d'objectifs intermédiaires qui assureront aux robots d'atteindre l'objectif final, et un algorithme est proposé pour étendre les obstacles et fusionner les obstacles lorsque deux obstacles s'entrecroisent.
Author: Nabil Derbel
Publisher: Springer
ISBN: 9811023743
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 366
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Book Description
This book presents essential studies and applications in the context of sliding mode control, highlighting the latest findings from interdisciplinary theoretical studies, ranging from computational algorithm development to representative applications. Readers will learn how to easily tailor the techniques to accommodate their ad hoc applications. To make the content as accessible as possible, the book employs a clear route in each paper, moving from background to motivation, to quantitative development (equations), and lastly to case studies/illustrations/tutorials (simulations, experiences, curves, tables, etc.). Though primarily intended for graduate students, professors and researchers from related fields, the book will also benefit engineers and scientists from industry.
Author: Guillaume Lonzeguez
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 166
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Book Description
Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse visent à la mise en œuvre d'une flotte de plusieurs robots pour l'exploration d'un environnement ouvert et encombré. L'objectif consiste à proposer des stratégies permettant au groupe de robots d'être autonome dans le calcul des politiques décentralisées et dans la réalisation de leurs tâches respectives. La solution attendue doit permettre à chacun d'évoluer en étant affecté au minimum par une perte de communication. Les zones à visiter doivent alors être allouées entre les robots à chaque fois qu'il est nécessaire et que les robots sont en capacité de communiquer. Dans un premier temps, il est proposé une architecture basée sur une représentation topologique sémantique de l'environnement de façon à générer des cartes de faible densité. L'objectif est double : alléger les charges de calcul pour la planification en diminuant les données utiles et garantir que les hypothèses mises en œuvres respectent les capacités structurelles des robots dans un environnement réel. La seconde contribution propose une planification approchée sur plusieurs niveaux de façon à résoudre, en cours de mission, une problématique qui s'apparente à un voyageur de commerce stochastique. La solution consiste à décomposer un processus décisionnel de Markov orienté par plusieurs objectifs de façon à s'affranchir d'une limite sur le nombre d'objectifs considérés. Enfin, distribuer cette solution pour une résolution multi-robots nécessite la mise en place de protocoles permettant d'allouer rapidement l'ensemble de tous les objectifs. Sur la base d'une évaluation individuelle des préférences corrélées sur les objectifs, la solution distribuée proposée converge rapidement sur un consensus à travers une succession de ventes aux enchères simultanées. Les expérimentations réalisées visent à une évaluation statistique de la qualité des solutions produites ainsi que la possibilité de traiter des problématiques de taille réelle, en cours de mission. Elles permettent de valider les approches proposées dans un cadre multi-robots.
Author: José Gabriel Ramirez-Torres
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Languages : fr
Pages : 154
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Book Description
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: Mathieu Deremetz
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Les problématiques de recherche abordées dans cette thèse concernent la conceptualisation, la modélisation et la commande générique des robots mobiles lors de leur évolution en milieux extérieurs et en présence de glissement pour des applications de suivi de précision. Ainsi, ce mémoire synthétise dans un premier temps les développements et résultats obtenus lors du suivi de trajectoire (localisation absolue), puis synthétise ensuite ceux obtenus lors de suivi de structure et de cible (localisation relative). Une dernière partie introduit un concept de plateforme robotique reconfigurable et sa commande associée pour adapter l'assiette et les dimensions du châssis en fonction de la topographie du terrain.Pour chaque application de suivi, ce mémoire présente un panel de lois de commande originales pour des robots différentiels, à un train et à deux trains directeurs. Chaque modalité de commande est présentée en quatre étapes : modélisation, estimation, commande et expérimentations. La première contribution majeure de la thèse concerne l'estimation du glissement. Cette dernière est adaptative et basée modèle. Elle intègre la modélisation cinématique étendue seule ou couplée à la modélisation dynamique du robot mobile pour assurer une estimation intègre quels que soient la vitesse, les phénomènes dynamiques rencontrés et la nature du sol. La seconde contribution majeure concerne le développement d'une stratégie de commande générique pour les robots mobiles. Cette stratégie est basée sur le principe de la commande en cascade (ou par backstepping) et est déclinée dans ce mémoire à travers un panel de lois de commande. Cette méthodologie de commande, lorsqu'elle est associée à l'observation du glissement précédent, permet d'obtenir des performances de suivi accrues quel que soit le contexte rencontré. L'ensemble des algorithmes ont été validés en simulation et/ou expérimentalement à l'aide de différentes plateformes robotiques en contextes réels.
Author: René Zapata (informaticien).)
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Languages : fr
Pages : 270
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Book Description
LA THESE TRAITE DE LA PLANIFICATION DE MOUVEMENTS ET DES ACTIONS REFLEXES DES ROBOTS MOBILES EVOLUANT DANS DES ENVIRONNEMENTS CONNUS OU INCONNUS. LA PREMIERE PARTIE CONCERNE LA MISE EN EQUATION DU PROBLEME DE LA PLANIFICATION DE MOUVEMENTS AINSI QUE L'ELABORATION D'ARCHITECTURES DE COMMANDE DES ROBOTS MOBILES. LA SECONDE PARTIE S'INTERESSE A QUELQUES PROPRIETES TOPOLOGIQUES DES ESPACES DE DESCRIPTION DE CE PROBLEME. CES PROPRIETES SONT PLUS PARTICULIEREMENT DEVELOPPEES POUR LES CAS DES ROBOTS A TROIS DEGRES DE LIBERTE HOLONOMES OU NON. LA TROISIEME PARTIE TRAITE DE LA MODELISATION DES ACTIONS REFLEXES CONTROLEES DES ROBOTS MOBILES AUTONOMES ET DES PLATES-FORMES MOBILES TELEOPERES. DES RESULTATS EXPERIMENTAUX SUR LA COMMANDE DE ROBOTS MOBILES RAPIDES SONT EGALEMENT PRESENTES
Author: ABDELHAMID.. TAYEBI
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Languages : fr
Pages : 204
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Book Description
DANS CE MEMOIRE, NOUS NOUS INTERESSONS PRINCIPALEMENT A LA COMMANDE EN BOUCLE FERMEE DES ROBOTS MOBILES A ROUES EN PARTICULIER ET DES SYSTEMES NON-HOLONOMES CHAINES EN GENERAL. NOUS AVONS PRETE UNE ATTENTION PARTICULIERE AUX PROBLEMES DE POURSUITE DE TRAJECTOIRES ET DE STABILISATION A UNE CONFIGURATION DESIREE. LE PREMIER PROBLEME CONSISTE A SYNTHETISER DES LOIS DE COMMANDE EN BOUCLE FERMEE PERMETTANT AU ROBOT MOBILE DE SUIVRE UNE TRAJECTOIRE DE REFERENCE GENEREE AUPARAVANT PAR UN PLANIFICATEUR DE CHEMINS. DANS CE CONTEXTE, NOUS AVONS DEVELOPPE UNE LOI DE COMMANDE NON-LINEAIRE PERMETTANT LA LINEARISATION EXACTE ET CONDUISANT A LA STABILITE EXPONENTIELLE GLOBALE DU SYSTEME EN BOUCLE FERMEE. NOUS AVONS AUSSI PROPOSE UN NOUVEAU MODELE CINEMATIQUE, EN REPRESENTATION POLAIRE SIGNEE, QUI NOUS A PERMIS DE SYNTHETISER UNE LOI DE COMMANDE PERMETTANT DE REALISER UNE STABILISATION AVEC SPECIFICATION DE LA TRAJECTOIRE A SUIVRE. LE SECOND PROBLEME CONSISTE A SYNTHETISER UNE LOI DE COMMANDE PERMETTANT DE DEPLACER LE ROBOT MOBILE D'UNE CONFIGURATION INITIALE QUELCONQUE VERS UNE CONFIGURATION FINALE DESIREE. CE PROBLEME EST BEAUCOUP PLUS COMPLEXE QUE CELUI DE LA POURSUITE DE TRAJECTOIRES. CECI EST DU AU FAIT QUE LES ROBOTS MOBILES A ROUES ET LES SYSTEMES NON-HOLONOMES EN GENERAL NE SONT PAS STABILISABLES PAR DES RETOURS D'ETAT AUTONOMES C#. CEPENDANT, LES LOIS DE COMMANDE INSTATIONNAIRES C# APPORTENT DES SOLUTIONS THEORIQUES ELEGANTES POUR LA STABILISATION ASYMPTOTIQUE DE CE TYPE DE SYSTEMES. NEANMOINS, CE TYPE DE COMMANDES PERIODIQUES PRESENTE CERTAINS INCONVENIENTS D'ORDRE PRATIQUE CONCERNANT LES TAUX DE CONVERGENCE ET LES TRAJECTOIRES GENEREES. CECI A MOTIVE LES CHERCHEURS POUR DEVELOPPER DES RETOURS AUTONOMES, DISCONTINUS OU CONTINUS PAR MORCEAUX, POUR LA STABILISATION EXPONENTIELLE DES SYSTEMES NON-HOLONOMES. C'EST DANS CETTE OPTIQUE QUE NOUS AVONS EXPLOITE L'APPROCHE DE LA VARIETE INVARIANTE ET DU BACKSTEPPING POUR PROPOSER DES RETOURS D'ETAT ET DE SORTIE, AUTONOMES, QUASI-CONTINUS, ET EXPONENTIELLEMENT STABILISANTS POUR LES SYSTEMES NON-HOLONOMES CHAINES. NOUS AVONS AUSSI PROPOSE UNE VERSION ADAPTATIVE POUR LA STABILISATION EXPONENTIELLE ROBUSTE DES ROBOTS MOBILES A ROUES EN PRESENCE DE PERTURBATIONS INTERVENANT AU MEME ENDROIT QUE LA COMMANDE. LES TECHNIQUES DE COMMANDE PROPOSEES ONT ETE IMPLANTEES AVEC SUCCES SUR LE ROBOT MOBILE CHARLATTE.
Author: KARIM.. AIT-ABDERRAHIM
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Languages : fr
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Book Description
AU DEBUT DE CETTE THESE, LES TRAVAUX ANTERIEURS DANS LE DOMAINE DE LA ROBOTIQUE MOBILE PORTAIENT POUR LA PLUPART SUR LE PROBLEME DE PLANIFICATION DE TRAJECTOIRES. INSISTER PARTICULIEREMENT SUR L'ASPECT COMMANDE PAR RETOUR D'ETAT FAIT L'ORIGINALITE DE CE TRAVAIL. POUR NOTRE PART, NOUS NOUS SOMMES INTERESSES AU ROBOT MOBILE A DEUX ROUES MOTRICES A L'ARRIERE ET UNE ROUE FOLLE A L'AVANT. CONTRAIREMENT AUX ROBOTS MANIPULATEURS, CES ROBOTS MOBILES SONT DES SYSTEMES NON HOLONOMES. PAR CONSEQUENT TOUTES LES ETUDES QUI ONT ETE FAITES POUR LES ROBOTS MANIPULATEURS NE POUVAIENT PAS ETRE APPLIQUEES TELLES QUELLE. DANS LE CADRE, NOUS NOUS SOMMES POSES QUELQUES PROBLEMES DE BASE, PAR EXEMPLE: - ALLER D'UN POINT A UN AUTRE ET ARRIVER DANS UNE CERTAINE CONFIGURATION DESIREE. - FAIRE DE LA POURSUITE DANS L'ESPACE CARTESIEN. - FAIRE DU SUIVI DE MUR A L'AIDE DES CAPTEURS EXTEROCEPTIFS DONT SONT DOTES DE TELS ROBOTS. CES PROBLEMES ONT ETE RAMENE A DES PROBLEMES DE COMMANDE. IL EN RESSORTI LA CONSTATATION SUIVANT LAQUELLE CERTAINS DES PROBLEMES POSES N'ETAIENT PAS RESOLVABLES AVEC DES RETOURS D'ETAT CLASSIQUES. IL FALLAIT DONC TROUVER D'AUTRES RETOURS D'ETAT PLUS EVOLUES. LA SOLUTION ADOPTEE ET TRAITEE A TRAVERS CETTE ETUDE EST LE RETOUR D'ETAT INSTATIONNAIRE
Author: Sven Boermeester
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ISBN: 9781949677072
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Languages : en
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Book Description
Innovate Bristol highlights and celebrates those companies and individuals that are actively working at building a better tomorrow for all. Innovation Ecosystems thrive through the involvement and support of companies and individuals from all industries, which is why the Innovate series not only focuses on the innovators but also those people whom the Innovation Ecosystem, would not be able to thrive without.
