Contrôle du mouvement d'un robot mobile par retour sensoriel

par Maher Khatib

Thèse de doctorat en Robotique

Sous la direction de Georges Giralt.

Soutenue en 1996

à Toulouse 3 .

mots clés

• Sciences appliquees
• Informatique, automatique theorique, systemes
• Robotique
• Robot mobile
• Systeme non holonome
• Prevention esquive collision
• Planification
• Execution
• Capteur mesure
• Bande elastique
• Courbe bezier
• Commande mouvement
• Cd
• Robotics
• Moving robot
• Non holonomic system
• Collision avoidance
• Planning
• Measurement sensor
• Elastic strip
• Bezier curve
• Motion control
• Cd

Résumé

La generation des deplacements d'un robot mobile dans un environnement inconnu ou imparfaitement connu necessite, generalement, un passage a travers plusieurs couches fonctionnelles (perception, modelisation, planification et action). Les travaux presentes concernent pour l'essentiel la derniere couche, qui, liee a la perception, sera chargee de l'execution du mouvement du robot en fonction des retours sensoriels sur l'etat de l'environnement. La premiere partie presente les actions de deplacement de base dont le robot mobile doit disposer et propose une premiere methode pour integrer planification et execution par actions reflexes. Nous proposons deux nouveaux potentiels pour la commande du mouvement sans collision des robots mobiles non-holonomes et developpons leur application sur le suivi de trajectoire sans collision. La deuxieme partie propose une nouvelle articulation entre planification et execution qui conduit a un systeme de navigation robuste base sur des actions plus elaborees, dites referencees capteurs, qui sont egalement fondees sur la methode des potentiels mais avec un formalisme et une expressivite plus riches appele potentiel de tache. Plusieurs actions fondamentales, correspondant a differentes instanciations du potentiel de tache, seront presentees et integrees dans un systeme qui inclut ces actions et leur connexion a un planificateur avec incertitudes. La derniere partie propose une approche basee sur la technique des bandes elastiques qui permet la modification dynamique du chemin pour les robots du type voiture en utilisant la metrique de reeds & shepp. La trajectoire est constituee d'une sequence de bulles connexes ou chaque bulle represente un sous-espace d'accessibilite dans l'espace libre. L'executabilite de cette trajectoire est assuree par une generation de courbes de bezier, qui garantissent les contraintes cinematiques du robot, et dont les enveloppes convexes restent a l'interieur de ces bulles

Titre traduit

Sensor-based motion control for mobile robots

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