Conception d'une méthode de planification de déplacement pour robot mobile selon la méthode des milieux continus appliquée aux fluides visqueux incompressibles

par Christophe Louste

Thèse de doctorat en Automatique, traitement du signal et génie informatique

Sous la direction de Alain Liégeois.

Soutenue en 1999

à Montpellier 2 .

mots clés

• Robots mobiles -- Dynamique -- Modèles mathématiques
• Informatique -- Gestion
• Milieux continus, Mécanique des
• Dynamique des fluides
• Simulation, Méthodes de

Résumé

Le travail presente dans cette these vise a ameliorer la planification de chemins pour robots mobiles evoluant sur terrains accidentes. Nous avons developpe une methode de planification originale basee sur les proprietes d'ecoulement des fluides visqueux qui construit des routes garantissant la securite du robot. Dans ce memoire de these, nous montrons que les fluides visqueux incompressibles s'ecoulent, de maniere naturelle, sous formes de canaux (routes) qui contournent les obstacles, evitent les impasses et circulent par toutes les issues possibles. Nous traitons le probleme de la construction de routes : entre deux points de l'espace (depart, arrivee), mais egalement dans le cas de missions a objectifs multiples, sur des espaces plan. Nous utilisons les forces de frottements exterieures pour optimiser la construction des routes en fonction des criteres de mission (recherche de la route la plus courte, minimiser la depense d'energie d'un vehicule,) mais egalement pour construire des routes a partir terrains reels en tenant compte de la denivellation et de la nature du sol. Nous comparons les resultats obtenus avec les chemins calcules par un algorithmes genetiques. Enfin, pour respecter les contraintes cinematiques des vehicules, nous minorons le rayon de courbure des routes construites grace a une variation locale de la viscosite. Nous tenons compte de la contrainte exercee par le milieu au moyen l'exemple d'une particule navigant dans le courant. Les resultats obtenus sont illustres par des simulations de planification.

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