Contribution à la planification de trajectoires sans collision de robots mobiles non holonomes ; approche basée sur le calcul de distance dans l'espace des vitesses

par José Gabriel Ramirez-Torres

Thèse de doctorat en Génie mécanique, productique, transport

Sous la direction de Saïd Zeghloul.

Soutenue en 2000

à Poitiers .


  • Résumé

    Ce memoire presente une methode de planification locale de robots mobiles dans un environnement totalement inconnu, tout en considerant les contraintes de non holonomie du robot. La methode proposee utilise une nouvelle representation des obstacles dans l'espace des vitesses du robot. Les obstacles dans la zone d'influence du robot sont modelises par des contraintes lineaires sur les vitesses du robot. L'ensemble de ces contraintes definit un sous-ensemble convexe dans l'espace des vitesses, que nous appelons polygone de vitesses admissibles. Chaque vitesse du pva utilisee par le robot lui assure un deplacement sans collision. L'algorithme de planification de trajectoires se compose de deux modules, respectivement appeles aller au but et contourner l'obstacle. Le premier module, base sur une approche d'optimisation locale, permet au robot de s'approcher du but tout en evitant les collisions. Ce probleme d'optimisation est traduit en un probleme de calcul de distance minimale dans l'espace des vitesses du robot. Compte tenu de sa nature locale, le premier module peut conduire le robot vers une situation de blocage, correspondante a un minimum local de la fonction objective. Le deuxieme module s'inspire d'une procedure de suivi de mur, qui exploite le pva, pour contourner les obstacles a l'origine du blocage. Une fois que ces obstacles ont ete contournes, l'algorithme reprend le premier module et le robot continue sa progression vers le but. Puisque seule la distance entre le robot mobile et les obstacles est utilisee, la methode est bien adaptee pour etre utilisee avec des capteurs embarques. Les differents resultats, obtenus aussi bien par simulation qu'experimentalement sur un robot reel, montrent les capacites de la methode proposee pour resoudre le probleme de planification de trajectoires sans collision, meme dans des environnements fortement encombres.


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  • Détails : 154 p
  • Annexes : 53 réf. bibliogr

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