Application de la logique floue à la planification de trajectoires de robots mobiles dans des environnements inconnus

par Bertrand Beaufrère

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Saïd Zeghloul.

Soutenue en 1994

à Poitiers .

mots clés

• Intelligence artificielle
• Commande automatique

Résumé

Pour pouvoir evoluer en toute securite, un robot mobile autonome evoluant dans des environnements a priori totalement inconnus doit pouvoir faire l'acquisition, a chaque instant, d'une quantite suffisante d'informations de distance lui permettant de connaitre son espace local libre. Seulement 12 informations de distance sont utilisees dans notre approche et sont fournies par un ensemble de capteurs a ultrasons. Un modele de l'environnement du robot peut ensuite etre cree a partir des informations de distance obtenues. Le modele developpe est compose de deux parties independantes. La premiere, purement locale, repose sur une analyse des informations locales obtenues a chaque instant et permet d'identifier le type d'objet detectee par un capteur donne. La seconde, plus globale, est obtenue par accumulation des informations de distance obtenues au cours du deplacement du robot. La solution proposee pour assurer la navigation, la recherche de chemins libres et l'evitement d'obstacles utilise ce modele et decompose le probleme general en un ensemble d'actions classees selon leur niveau de competence. Les deux premiers niveaux developpes permettent d'assurer la navigation locale d'un robot evoluant dans des environnements peu contraints. Toutefois, cette approche purement locale ne permet pas de faire evoluer le robot dans des environnements complexes. Des actions supplementaires ont ainsi ete developpees pour fournir au systeme de controle de nouvelles capacites de decisions et d'actions. Elles permettent ainsi la navigation du robot a partir d'un raisonnement et d'une methode de decision plus globale. Les techniques utilisees ici (logique floue, architecture du systeme de controle) fournissent a la methode proposee de grandes possibilites d'evolution et d'adaptation aux differentes difficultes que peut rencontrer le robot mobile. Un grand nombre d'essais ont ete menes aussi bien en simulation que de facon experimentale dans des environnements suffisamment realistes et representatifs du probleme de la navigation d'un robot mobile

Titre traduit

Fuzzy logic application for trajectory planning of mobile robots moving in an unknown environment

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