Application de la vision du mouvement au pilotage d'un robot mobile

Application of motion vision for the guidance of a mobile robot

• Auteur / Autrice : Nicolas Martin
• Direction : Pierre Baylou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Bordeaux 1

Résumé

Motivés par les performances de navigation des insectes volants, nous avons conçu et simulé intégralement une boucle visuo-motrice destinée à piloter un robot mobile en nous inspirant de l'architecture du système visuel et des comportements visuellement guidés de la mouche. L'analyse du mouvement des contrastes de l'environnement est effectuée par un œil composé durant le déplacement du robot. Deux proximètres et mobiles, dont le principe repose encore sur la détection du mouvement, assurent la vision dans une zone frontale proche de la direction de translation, quelle que soit la vitesse. Cet ensemble sensoriel possède une zone de perception circulaire dont on montre que le rayon varie proportionnellement à la vitesse. Un comportement réactif réparti exploite cette particulrité pour déterminer les caractéristiques du pas suivant à partir de la représentation éphémère de l'environnement local élaborée à l'issue de chaque translation élémentaire. La régulation de la vitesse s'effectue par le maintien des obstacles à l'extrémité du cercle de vision tandis que le contrôle de l'orientation est régi par un évitement tangentiel des ostacles. Les commandes motrices de la plate-forme (holonomique) résultent de la fusion analogique des vitesses et des angles de braquage proposés par chacune des voies comportementales. L'ensemble se présente sous la forme d'un faisceau de traitement parallèle et analogique. Ce système viuo-moteur permet à un robot de naviguer à vitesse variable et sans collision dans un environnement à priori inconnu. Sans faire appel à une analyse globle de l'environnement, le robot est capable de résoudre des situations réputées ardues telles que le suivi de paroi et la sortie d'impasse. Ce travail souligue l'intérêt qui doit être porté aux solutions, souvent simples, efficaces et robustes, mises en œuvre par la nature et qui offrent des performances étonnantes pour un faible niveau de complexité, donc de coût.