Contrôle d'exécution dans une architecture hiérarchisée pour systèmes autonomes

par Frédéric Py

Thèse de doctorat en Robotique

Sous la direction de Félix Ingrand.

Soutenue en 2005

à Toulouse 3 .

mots clés

• Architecture
• Systèmes autonomes
• Contrôle d'exécution
• Fiabilité
• Validation formelle
• Model-checking symbolique
• Obdd
• Ctl.
• Architecture
• Autonomous systems
• Execution control
• Dependability
• Formal validation
• Symbolic model-checking
• Obdd
• Ctl.
• Robots -- Programmation
• Robots mobiles -- Commande automatique -- Modèles mathématiques
• Planification -- Informatique
• Systèmes adaptatifs

Résumé

Il y a un besoin grandissant d'autonomie dans des complexes tels que les robots ou les satelli-tes. Ceci met en avant un problème non trivial : d'un côté il y a des systèmes complexes - donc difficiles à valider - avec une intervention de l'humain réduite, de l'autre nous avons des domai-nes où la sûreté fonctionnellement est nécessaire. A partir de là comment être sûr qu'un sys-tème autonome avec un pouvoir décisionnel fort, n'aura pas un comportement pouvant menacer le déroulement de la mission? Nous présentons ici les travaux effectués pour intégrer un contrô-leur d'exécution dans une architecture hiérarchisée. Nous décrivons la nécessité et le rôle d'un tel composant. Nous introduisons le R2C, notre contrôleur basé sur les hypothèses synchrones, ainsi que l'outil permettant sa génération. Enfin nous discutons de la nécessité de prendre en compte les composants décisionnels dans le contrôle. Les résultats obtenus durant des expéri-mentations confirment les idées issues de ce travail et permettent d'en tirer les conclusions et perspectives sur le contrôle en ligne de ces systèmes.

Titre traduit

Execution control in a hierarchical architecture for autonomous systems

Résumé

There is an increasing need for advanced autonomy in complex embedded real-time systems such as robots or satellites. Still, this raises a major problem : on one side we have complex sys-tems - therefore, hard to validate - with little human intervention, on the other side these systems are used in domains where safety is critical. How can we guaranty that an autonomous system, with high level decisional capabilities, will exhibit a proper behavior and will not jeopardize the mission? The work we present here integrate an on-line execution control component for hierar-chical architectures. We first describe the role of this program. Then we introduce the R2C, our controller based on synchronous hypothesis, and the tool used to generate it. We then discuss why it is important to take into account the decisional components in our controller. We eventu-ally illustrate our contribution with some experimental results. We then conclude and give some possible future work in this area.