Conception d'un système de programmation et de commande de robots mobiles par apprentissage

par catherine Rafflin

Thèse de doctorat en Automatique, traitement du signal et génie informatique

Sous la direction de A. Fournier.

Soutenue en 1995

à Montpellier 2 .

mots clés

• Robots mobiles -- Programmation
• Robots mobiles -- Commande automatique -- Modèles mathématiques
• Apprentissage automatique -- Modèles mathématiques
• Fiabilité
• Reconnaissance des formes (informatique)
• Navigation par inertie

Résumé

Cette these presente un systeme de programmation et de commande de robots mobiles par apprentissage. Dans le but d'assurer la faisabilite des missions, nous avons mis au point une methode d'apprentissage des trajectoires grace a laquelle le robot connait d'une part, les chemins des missions et d'autre part, les actions a accomplir. L'originalite de la methode reside dans l'utilisation conjointe d'une base de donnees de trajectoires apprises et d'informations delivrees en ligne par les capteurs, de facon a autoriser des manuvres telles que le recalage du robot ou les evitements d'obstacles. Dans le premier chapitre, nous posons le probleme de la commande de robots mobiles en environnement interieur, tant sur le plan des strategies de navigation que sur le plan des systemes de localisation ou des structures de commande. Dans le deuxieme chapitre, nous presentons la phase d'acquisition des trajectoires. Pendant cette etape principale, le robot est teleopere tandis que son systeme de localisation est actif et delivre des informations qui sont traitees puis memorisees sous forme de fichiers d'apprentissage. L'execution d'une trajectoire apprise necessite d'une part, une generation de mouvement qui utilise aussi bien des points acquis en ligne que des points acquis pendant la phase d'apprentissage, et d'autre part, le calcul des variables de commande pour le robot considere. Nous decrivons l'une et l'autre dans le troisieme chapitre. Le quatrieme chapitre presente tous les outils necessaires a l'apprentissage des trajectoires d'un ensemble de missions tels que la structuration des chemins, la validation et la correction eventuelle des fichiers d'apprentissage, la gestion de l'enchainement des phases, l'interface homme/machine, la programmation des actions du robot. Nous avons implante le systeme complet de programmation et de commande par apprentissage sur le robot du projet first, dedie au transport de charges en milieu hospitalier. Dans le dernier chapitre, nous presentons ce projet, l'implantation du systeme et les differents essais effectues

Titre traduit

Design of a programming and control system using teaching methods for mobile robots

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