Asservissements visuels rapides d'un robot manipulateur a 6 degres de liberte

par JACQUES GANGLOFF

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Gabriel Abba.

Soutenue en 1999

à Strasbourg 1 .

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  • Résumé

    Les systemes d'acquisition et de traitement d'image modernes permettent de controler un robot manipulateur a 6 degres de liberte a une cadence d'echantillonnage elevee. Pour des cadences superieures a 50 hz, une strategie de controle optimal de la boucle visuelle doit tenir compte des dynamiques du manipulateur. Dans ce travail, nous proposons une nouvelle approche pour modeliser les dynamiques d'un robot a 6 degres de liberte implique dans une boucle de vision rapide. Grace a la projection des dynamiques articulaires dans l'espace operationnel, nous obtenons le modele dynamique de ce que nous nommons le dispositif de deplacement operationnel virtuel. Nous utilisons ce modele pour realiser une commande predictive generalisee de la boucle de vision. Deux applications ont ete developpees pour valider ce modele : une experience de poursuite de cible et une experience de suivi de profile. Dans les 2 cas, la configuration de la camera est eye in hand et la boucle de vision commande directement les references de vitesse articulaire. L'objectif de l'application de poursuite de cible est de maintenir constante l'attitude de la cible par rapport a la camera suivant 6 degres de liberte. Nous utilisons une camera rapide qui permet de cadencer la boucle de vision a 120 hz. Nous comparons 2 strategies classiques de commande : 2d et 3d. Les simulations et les experiences montrent une meilleure stabilite pour la strategie 2d. Pour la tache de suivi de profile, la camera se deplace le long d'un profile 3d dont l'attitude par rapport a la camera est maintenue constante par la boucle de vision suivant 6 degres de liberte. Nous avons compare les performances de la boucle commandee par un simple pi a celles obtenues grace a un correcteur gpc (generalized predictive controller) qui tient compte du modele dynamique que nous proposons. Les simulations et les experiences montrent une amelioration spectaculaire des performances avec le gpc, validant ainsi notre modele.


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Informations

  • Détails : 157 p.
  • Annexes : 60 ref.

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Blaise Pascal.
  • Disponible pour le PEB
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