Thèse soutenue

Stratégie de navigation sûre dans un environnement industriel partiellement connu en présence d’activité humaine
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Auteur / Autrice : Gabriel Louis Burtin
Direction : Patrick Bonnin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Robotique
Date : Soutenance le 26/06/2019
Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Orsay, Essonne ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes de Versailles (LISV)
établissement opérateur d'inscription : Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines (1991-....)
Jury : Président / Présidente : Pierre Blazevic
Examinateurs / Examinatrices : Patrick Bonnin, Pierre Blazevic, Christophe Debain, Olivier Ly, Florent Malartre, Edwige Pissaloux
Rapporteurs / Rapporteuses : Christophe Debain, Olivier Ly

Résumé

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Dans ces travaux, nous proposons un système sûr pour la localisation de robot mobile en milieu intérieur structuré. Le principe repose sur l’utilisation de deux capteurs (lidar et caméra monoculaire) combinés astucieusement pour assurer une rapidité de calcul et une robustesse d’utilisation. En choisissant des capteurs reposant sur des principes physiques différents, les chances qu'ils se retrouvent simultanément perturbés sont minimes. L’algorithme de localisation doit être rapide et efficient tout en conservant la possibilité de fournir un mode dégradé dans éventualité où l’un des capteurs serait endommagé. Pour atteindre cet objectif de localisation rapide, nous optimisons le traitement des données à divers niveaux tels que la quantité de données à traiter ou l’optimisation algorithmique. Nous opérons une approximation polygonale des données du lidar 2D ainsi qu’une détection des segments verticaux dans l’image couleur. Le croisement de ces deux informations, à l’aide d’un filtre de Kalman étendu, nous donne alors une localisation fiable. En cas de perte du lidar, le filtre de Kalman peut toujours fonctionner et, en cas de perte de la caméra, le robot peut faire un recalage laser avec le lidar. Les données des deux capteurs peuvent également servir à d’autres objectifs. Les données lidar permettent d’identifier les portes (points de collision potentiels avec des humains), les données caméra peuvent permettre la détection et le suivi des piétons. Les travaux ont été majoritairement menés et validés avec un simulateur robotique avancé (4DV-Sim) puis ont été confirmés par des expériences réelles. Cette méthodologie permet à la fois de développer nos travaux et de valider et améliorer le caractère fonctionnel de cet outil de robotique.