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Thèse soutenue

Planification de stratégies de déplacement robuste pour robot mobile

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Auteur / Autrice : Bertrand Bouilly
Direction : Jean-Paul Laumond
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Informatique industrielle et automatique
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Résumé

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Cette these traite du probleme de la planification de trajectoires robustes pour un robot mobile en presence d'incertitudes. Jusqu'a present, les techniques classiques de planification de mouvements s'averaient peu robustes car conceptuellement independantes des contraintes d'execution. Notre approche prend en compte ces contraintes en integrant la presence d'incertitudes tant sur les mesures que sur le controle du mouvement du robot des la phase de planification. Notre approche met a profit les capacites de localisation exteroceptive du robot, de maniere a compenser l'accumulation d'incertitude occasionnee par l'utilisation de capteurs de position odometrique. Une premiere methode est presentee pour planifier les deplacements d'un robot dans un environnement parfaitement connu. L'algorithme produit automatiquement un plan en terme de primitives referencees capteurs. Le plan permet d'atteindre un but fixe avec une incertitude bornee a partir d'une position initiale incertaine. Un capteur de proximetrie peut etre utilise pour localiser le robot par rapport aux obstacles de l'environnement. Le robot peut egalement se deplacer a l'interieur de zones de localisation absolue pour reduire l'incertitude sur sa position. Nous presentons des resultats de simulation obtenus pour de nombreux problemes de planification. Nous presentons ensuite une validation experimentale de ces travaux realisee avec le robot hilare2 dans l'enceinte du laboratoire. La seconde approche traite le probleme d'une planification basee sur le deplacement asservi du robot dans des regions de validite des mesures capteurs a partir d'un modele incertain de l'environnement. Les plans sont generes sous la forme de listes de fonctions d'execution prenant en compte les contraintes de non-holonomie du robot. Ces fonctions caracterisent les mesures capteurs le long de la trajectoire guidant le robot vers son but. Une decomposition topologique de l'environnement en cartes locales est ensuite proposee afin de s'affranchir des problemes poses par la gestion d'une incertitude globale de position.