Conception et réalisation d'un robot guidé par vision pour l'entretien des pelouses

par Florian Pantaleao

Thèse de doctorat en Technologies de l'information et des systèmes

Sous la direction de Dominique Meizel.

Soutenue en 2004

à Compiègne .

mots clés

• Robotique
• Robots mobiles
• Tondeuses à gazon
• Supports solides (chromatographie)
• Cartographie
• Localisation
• Systèmes de guidage
• Quadrillages (Cartographie)
• Utilisation du sol
• Capteurs (technologie)
• Vision par ordinateur

Résumé

L'objectif du travail présenté dans cette thèse est de proposer une solution commercialisable au guidage rationnel des robots mobiles de traitement de surface. Cela s'apparente à une étude de faisabilité du cahier des charges suivant : déplacements optimisés, autonomie maximale, faible coût, validation par un démonstrateur. Le document est composé de cinq parties : l'étude théorique qui permet d'arrêter des choix essentiels sur la modélisation de l'environnement et l'architecture du système, la méthode de cartographie et localisation simultanée qui confère à la machine l'autonomie de localisation, l'étude (théorique seulement) du remplissage de surface, le contrôle des mouvements qui repose sur des primitives en boucle fermée et des modules d'évitement d'obstacle, la mise en œuvre sur le démonstrateur avec un capteur de vision artificielle original. Ce travail montre que la solution est prometteuse pour des surfaces de 1000m2, taille moyenne des jardins en Europe.

Titre traduit

Design and realization ora vision guided- robot for lawn mowing

Résumé

The aim of the work described here is to propose a commercial solution for rational guidance of mobile robots for surface treatments. This is similar to a feasibility study of the following specifications :optimized motion, maximum autonomy, lowcost, validation with a demonstrator. The document is divided into five parts : a theoretic study to fix main choices about environment modetling and system architecture, the simultaneous localization and mapping method providing localization autonomy to the machine, the (theoretic only) study about surface coverage, motion control based upon closed-loop motion templates and obstacle avoidance modules, demonstrator set up with an original artificial vision sensor. This work shows that the solution is promising for surfaces up to lOOOm2, which is the average size of gardens in Europe.