Modélisation d'environnement par nombres multivaleurs : application à la recherche de trajectoires robustes pour robots non-holonomes

par Serge Rohmer

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Alain Pruski.

Soutenue en 1993

à Nancy 1 , en partenariat avec Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .

mots clés

• Robotique
• Système non holonome
• Robot mobile
• Aide handicape
• Mobilité
• Planification
• Trajectoire
• Robustesse
• Modélisation
• Environment
• Robots mobiles
• Systèmes non-holonomes
• Fauteuils roulants
• Robots -- Systèmes de commande
• Commande robuste

Résumé

L'assistance à la mobilité contribue depuis quelques décennies à aider les personnes handicapées dans leur vie quotidienne. C'est dans ce cadre que s'inscrit le projet V. A. H. M. (Véhicule Autonome pour Handicapé Moteur). Ce projet consiste en une coopération entre une personne à mobilité réduite et la robotique mobile. Il a pour objectif de libérer la personne handicapée des contraintes liées au déplacement d'un fauteuil électrique. Notre travail concerne la planification de trajectoire du fauteuil dans un environnement encombré d'obstacles. Après une étude bibliographique critique, nous présentons un processus de modélisation d'environnement à l'aide des «nombres multivaleurs». Cette méthode fondée sur une discrétisation de l'environnement par rectangloïdes permet d'établir un espace des configurations pour robot en translation et en rotation. Nous développons ensuite deux approches de recherche de chemin: ― la première se base sur une recherche classique de plus court chemin pour robots holonomes (sans contraintes cinématiques); ― la seconde concerne les robots non holonomes. Nous développons un algorithme de recherche de chemin sans manœuvre auquel nous intégrons la notion de robustesse. Nous définissons cette notion comme étant la capacité d'un robot mobile à être peu sensible aux erreurs de localisation. Cette deuxième approche s'intègre parfaitement dans le projet V. A. H. M. Les trajectoires robustes sans manœuvre assurent confort et sécurité maximale pour la personne handicapée. Des essais effectués sur un prototype de fauteuil autonome permettent de vérifier l'efficacité de nos algorithmes.

Titre traduit

Environment modeling with multivalue numbers : an application to robust trajectories research for nonholonomic robots

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