Contribution au pilotage des robots mobiles

par Sada Wane

Thèse de doctorat en Contrôle des systèmes

Sous la direction de Dominique Meizel.

Soutenue en 1993

à Compiègne .

mots clés

• Robots mobiles
• Planification -- Informatique
• Robots -- Cinématique
• Géométrie cinématique
• Robotique
• Véhicules autoguidés
• Systèmes experts (informatique)

Résumé

Le sujet consiste à développer un système qui gère les déplacements d'un véhicule à roues dans un environnement peu contraint. Une tâche de déplacement étant définie comme une séquence de configurations par un planificateur global, nous définissons d'abord un navigateur local. Celui-ci engendre un chemin sans collision constitué d'une suite de points joignant deux configurations successives. Le navigateur utilise un modèle géométrique de l'environnement local. Nous proposons ensuite un pilote qui détermine les trajectoires que le véhicule doit suivre entre les différents points. On s'intéresse d'abord à une stratégie en boucle ouverte correspondant à des planifications à court terme en supposant que les informations proprioceptives sont exactes. Cette stratégie est utilisée lorsque l'environnement local du véhicule est libre. Dans le cas ou celui-ci est encombré on met en œuvre une stratégie en boucle fermée qui effectue des recalages par rapport aux trajectoires de façon à annuler des petites perturbations. Dans ce cas, on utilise un bouclage d'informations extéroceptives obtenues grâce à des modèles locaux d'évolution. Nous avons implémenté ce système sur le robot mobile prototype " ROBBY " du département productique de l'Ecole des Mines de Douai.

Titre traduit

Contribution to mobile robots control

Résumé

The subject consists to develop a system which manages the displacements of wheeled vehicle in a poorly constrained environment. A displacement task is defined by a global planner as a configuration sequence, we define at first a local navigator. It generates a collision free path which is constituted by a list of points joining two successive configurations. The navigator uses a local environment geometric model. Next, we propose a pilot which determines trajectories that the vehicle must follow between the different points. Two algorithms are proposed. The former is a short term planner corresponding to an open loop strategy that assumes correctness of the prorioceptive informations. This strategy is used when the local environment of the vehicle is unencumbered. In case when it is encumbered, we define a closed loop strategy which performs corrections in order to regulate the real trajectory around the nominal one. Then, we use a feedback of exteroceptive informations obtained by a local model evolution. We have implemented this system on a prototype mobile robot “ROBBY” at the CIM Department of Ecole des Mines de Douai.