Localisation d'un robot mobile a l'aide d'un telemetre a ultrasons

Mobile robot localisation with an ultrasonic sensor

• Auteur / Autrice : Adolfo Suarez
• Direction : Francis Artigue
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Evry-Val d'Essonne

Résumé

Cette these concerne l'estimation de la position d'un robot mobile dans un environnement structure de type domestique avec un robot ayant des moyens de calcul et de perception reduits. Trois types de capteurs sont utilises pour la localisation : un odometre, un telemetre ultrasonore et un systeme de triangulation infrarouge. Les principes physiques, les conditions d'utilisation, les avantages et inconvenients de ces differents capteurs sont analyses, dans le but d'etablir l'origine des incertitudes sur les mesures brutes ainsi que les conditions dans lesquelles ces mesures sont considerees comme erronees. La realisation systematique d'experiences avec les differents capteurs employes nous a permis d'approfondir les aspects specifiques de chaque capteur. Un systeme infrarouge de localisation absolue compose de trois balises actives permet au robot de rejoindre une certaine position ou il peut recharger ces batteries. La reconnaissance de l'environnement est effectuee avec un capteur ultrasonore polaroid monte sur une tourelle motorisee par un moteur pas a pas. Differentes methodes pour diminuer les incertitudes sur les distances mesurees et les positions angulaires des objets sont comparees. Ces methodes sont suffisamment robustes pour les applications envisagees tout en respectant les contraintes de calcul et de perception de notre systeme. L'approche proposee a ete utilisee avec succes pour l'extraction d'amers dans un environnement typique. Une simplification de la methode d'amers geometriques est proposee afin de reduire le temps d'acquisition et de traitement dans l'hypothese d'environnements rectangulaires. Cette technique appelee quadripole permet au robot de detecter et de corriger les derives odometriques. Sa robustesse est amelioree en associant a chaque objet une evaluation de sa fiabilite locale pour l'estimation de la position et en utilisant un ensemble d'images locales de l'environnement au lieu d'une carte globale. L'impact des erreurs de localisation est aussi reduit par l'introduction de mecanismes de collaboration entre les strategies de navigation et de localisation. Un taux de reussite significatif dans des environnements domestiques typiques a ete obtenu.