Perception et modélisation de l'environnement par télémétrie laser : application à la navigation autonome d'un fauteuil roulant

par Ali Siadat

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de René Husson.

Soutenue en 1999

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    Les travaux présentés dans ce mémoire portent sur la mise en oeuvre d'un système de perception 2D/3D par télémétrie laser, la modélisation de l'environnement et la conception d'un système de navigation. Nous avons étudié en détailles performances et les caractéristiques d'un scanner à télémétrie laser 2D et réalisé la conception d'un nouveau système de perception 3D. Nous avons proposé une modélisation de l' environnement structuré intérieur ou extérieur par des primitives géométriques du type segment de droite adaptées à ce type de perception. Notre contribution se situe également dans le développement d'un nouvel algorithme de segmentation permettant la génération de carte locale dans différents types d'environnement, alliant qualité de représentation, rapidité de modélisation et satisfaisant les contraintes du temps réel. Notre second objectif était de concevoir un système de navigation semi-autonome pour un fauteuil roulant électrique. Nous avons proposé une technique de navigation référencée capteurs par placement de sous-objectifs en analysant la carte locale de l'environnement proche du robot. Le déplacement s'effectue par un asservissement sur la trajectoire après une planification locale du chemin. Le module de localisation utilise les données télémétriques et une carte globale préenregistrée pour le recalage du robot. Il est optimisé en temps de calcul pour son adaptation dans un système de navigation. Ce système est actuellement capable de piloter le franchissement des passages de porte et de suivi de mur en évitant les obstacles. Les expérimentations montrent la faisabilité de son intégration sur un fauteuil roulant, donnant des facultés d'autonomie de déplacement à l'utilisateur.


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