A model-driven framework development methodology for robotic systems

par Arunkumar Ramaswamy

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Bruno Monsuez et de Adriana Tapus.

Soutenue le 05-09-2017

à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Approches interdisciplinaires : fondements, applications et innovation (Palaiseau, Essonne) , en partenariat avec École nationale supérieure de techniques avancées (Palaiseau). Unité d'Informatique et d'Ingénierie des Systèmes (laboratoire) , École nationale supérieure de techniques avancées (Palaiseau, Essonne) (établissement opérateur d'inscription) et de Unité d'Informatique et d'Ingénierie des Systèmes / ENSTA ParisTech U2IS (laboratoire) .

Le président du jury était Christian Schlegel.

Le jury était composé de Bruno Monsuez, Adriana Tapus, Javier Ibanez-Guzman.

Les rapporteurs étaient Davide Brugali.

  • Titre traduit

    Une méthodologie de développement de structure logicielle orientée modèle pour les systèmes robotiques


  • Résumé

    La plupart des applications robotiques, telles que les véhicules autonomes, sont développées à partir d’une page blanche avec quelques rares réutilisations de conceptions ou de codes issus d’anciens projets équivalents. Qui plus est, les systèmes robotiques deviennent de plus en plus critiques, dans la mesure où ils sont déployés dans des environnements peu structurés, et centrés sur l’humain. Ces systèmes à fort contenu logiciel qui utilisent des composants distribués et hétérogènes interagissent dans un environnement dynamique, et incertain. Or, il s’agit là d’étapes indispensables pour la mise en place de méthodes d’évaluation extensibles, ainsi que pour permettre la réutilisation de composants logiciels pré-existants. Le développement de structures logicielles et d’outils de conception d’architectures, orientés pour la robotique, coûte cher en termes de temps et d’effort, et l’absence d’une approche systématique pourrait conduire à la production de conceptions adhoc, peu flexibles et peu réutilisables. Faire de la meta-structure de l’architecture un point de convergence offre de nouvelles possibilités en termes d’interopérabilité, et de partage de la connaissance, au sein des communautés dédiées à la mise en place d’architectures et de structures. Nous suivons cette direction, en proposant un modèle commun, et en fournissant une approche méthodologique systématique aidant à spécifier les différents aspects du développement d’architectures logicielles, et leurs relations au sein d’une structure partagée.


  • Résumé

    Most innovative applications having robotic capabilities like self-driving cars are developed from scratch with little reuse of design or code artifacts from previous similar projects. As a result, work at times is duplicated adding time and economic costs. Absence of integrated tools is the real barrier that exists between early adopters of standardization efforts and early majority of research and industrial community. These software intensive systems are composed of distributed, heterogeneous software components interacting in a highly dynamic, uncertain environment. However, no significant systematic software development process is followed in robotics research. The process of developing robotic software frameworks and tools for designing robotic architectures is expensive both in terms of time and effort, and absence of systematic approach may result in ad hoc designs that are not flexible and reusable. Making architecture meta-framework a point of conformance opens new possibilities for interoperability and knowledge sharing in the architecture and framework communities. We tried to make a step in this direction by proposing a common model and by providing a systematic methodological approach that helps in specifying different aspects of software architecture development and their interplay in a framework.


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