Génération de trajectoires avec évitement d'obstacles en robotique avancée

par Dongmei Xing

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Angel Osorio.

Soutenue en 1987

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

Le président du jury était Didier Fayard.

Le jury était composé de Angel Osorio, André Barraco, Rüdiger Dillmann, Didier Fayard, Georges Giralt.


  • Résumé

    La programmation de mouvements de grande amplitude est une étape obligatoire dans la planification d'une tâche en robotique. Cette thèse comporte la conception et la mise en œuvre d'un module de génération de trajectoires avec évitement d'obstacles, pour un manipulateur d'assemblage constitué d'une seule chaine mécanique en boucle ouverte. Le générateur de trajectoires peut être intégré dans un langage de programmation de robots. Les obstacles présents dans l'espace opérationnel du manipulateur sont transformés en volumes interdits dans son espace articulaire à N-dimensions où une configuration du robot est représentée par un point. L'algorithme récursif qui réalise cette transformation est présenté. Selon le nombre d'articulations du manipulateur et l'état d'encombrement de son environnement, le choix entre une solution simplifiée et une solution générale est proposé, la solution simplifiée permettant une réduction du temps de calcul pour la génération de trajectoires. Dans le cas d'un manipulateur à six articulations travaillant dans un environnement relativement peu encombré, la solution simplifiée consiste à approximer les trois dernières articulations du manipulateur par une sphère. La trajectoire générée pour ce manipulateur simplifié est sans collision pour le manipulateur à six articulations. Lorsque le manipulateur travaille dans un environnement encombré où il est impossible de trouver une trajectoire sans collision pour le manipulateur simplifié ou lorsque le manipulateur a plus de six articulations, la solution générale qui décompose l'espace articulaire du manipulateur en une suite de sous-espaces à trois dimensions est analysée. On obtient ainsi, d'une manière systématique, une trajectoire sans collision pour tout le manipulateur.

  • Titre traduit

    Path planning with obstacle avoidance in advanced robotics


  • Résumé

    Gross motions programming is an obligatory step for task planning in Robotics. This thesis comprises the conception and the implementation of a path planning module with obstacle avoidance, applicable to an assembly robot of an open mechanical chain, susceptible to be integrated in a robot programming language. The obstacles present in the work space of the robot are transformed into prohibited volumes in the N-dimensional joint space where the configuration of the robot is represented by a point. A recursive algorithm performing this transformation is presented. According to the number of the robot joints and to the state of encumbrance of the robot's environment, the choice between the simplified solution and the general solution is proposed, the simplified one allowing reduction of the computational burden for path planning. In case of a six-jointed robot working in a relatively clear environment, the simplified solution which approximates the last three joints of the robot by a sphere is analysed. The path generated for the simplified robot is collision-free for the whole six-joint robot. When the robot works in a cumbersome environment where it is impossible to find a collision-free path for the simplified robot or in the case of a redundant robot, the general solution which decomposes the joint space in a set of three-dimensional sub-spaces is analysed. One obtains thus, in a systematic manner, a collision-free path for the whole robot.

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La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (140 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 135-140

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(1987)193
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-034522
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