Vers la manipulation autonome avec main articulee

par LUIS ALBERTO MUNOZ

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Christian Laugier.

Soutenue en 1999

à l'INP GRENOBLE .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Dans cette these nous avons developpe et implante des strategies pour le processus de manipulation d'objets par une main articulee. Nous appelons ce processus manipulation dextre. La manipulation dextre par une main articulee est un probleme interessant et tres complexe a resoudre. Pour l'etre humain il est facile de manipuler des objets, mais decrire les criteres requis n'est pas forcement evident. La demarche suivie a ete inscrite des le depart dans le domaine de la planification de mouvements. Le premier probleme aborde etait de resoudre la question suivante : etant donnee une prise sur un objet polyhedrique connu, quels sont les mouvements articulaires qui pourront amener l'objet vers un but predefini ? l'avantage principal de cette approche est la definition de contraintes qui permettent une adaptation tant geometrique que temporelle. Adaptabilite geometrique est liee au fait que la seule contrainte est de connaitre les points originaux de contact et la cinematique inverse et directe de chaque doigt. Une fois que nous avons defini les criteres pour l'evolution des points de contact, l'algorithme peut nous generer toute une suite des trajectoires. Le deuxieme probleme aborde considere le developpement de controleurs pour assurer la poursuite des trajectoires obtenues avec le planificateur des mouvements. Notre demarche a donc consiste a trouver une description mathematique de la main articulee afin de pouvoir developper une commande en position et en force, qui servira comme outil de base pour les objectifs envisages dans la manipulation dextre. Apres avoir analyse le type de planificateur de mouvements requis, nous avons mis en evidence le fait que la sequence de mouvements combines de roulements et de glissements (dynamique du contact) necessite toujours des mouvements fins. La dynamique du contact en elle meme interdit l'utilisation d'une approche en boucle ouverte. Nous avons donc commence l'etude de la manipulation dextre en boucle fermee avec une methodologie incluant l'asservissement visuel. Les applications de l'asservissement visuel pour la manipulation dextre sont diverses. Avec l'aide d'un systeme de calcul de position, nous avons pu mesurer les parametres de la manipulation dextre en boucle ouverte. Cela aide pour mesurer l'erreur accumulee au cours de la manipulation en aveugle. Il est facile de prendre en compte l'approche orientee image. Il reste alors a relaxer les hypotheses sur la connaissance parfaite des modeles dynamiques. Cela doit faire appel a des methodes de controle plus complexes. L'evaluation et la verification des controleurs necessitent une validation par des approches numeriques. La complexite des systemes d'algebre differentielle qui definissent les systemes articules soumis a des restrictions, dont les modeles pour la manipulation dextre, peut etre traitee de facon elegante et robuste avec des methodes adaptees. La problematique de la manipulation dextre fait appel a plusieurs problemes qui sont traites separement en automatique et en informatique. Ainsi, depuis la planification de mouvements au controle/commande des systemes non lineaires, en passant par la vision par ordinateur, tous ces domaines doivent etre consideres globalement pour developper un jour des robots capables de manipuler des objets de facon intelligente.


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Informations

  • Détails : 169 p.
  • Annexes : 390 ref.

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