Planification de trajectoire pour un robot mobile : application particulière aux passages étroits

par Sofiane Ahmed Ali

Thèse de doctorat en Robotique

Sous la direction de Alain Faure.

Soutenue en 2008

à Le Havre .

mots clés

• Planification de trajectoire
• Algorithmes probabilistes
• Robots mobiles -- Thèses et écrits académiques
• Robotique -- Thèses et écrits académiques
• Degré de liberté (physique) -- Thèses et écrits académiques

Résumé

Le travail de cette thèse porte sur le thème de la planification de mouvements pour robots mobiles en utilisant les récentes techniques probabilistes de la planification. Ces techniques se caractérisent par la transposition du problème de planification de l'espace physique d'évolution du robot vers un espace dit espace des configurations, une configuration du robot étant un vecteur dont les composants sont les degrés de libertés du robot. Une fois le problème transposé, ces techniques créent alors des arbres de recherche qui ont pour but de capturer la connectivité de l'espace des configurations, et cela en engendrant de manière aléatoire les configurations et en les connectant entre elles par des chemins qui sont sans collision. Un chemin solution pour les robots est ensuite trouvé par les algorithmes classiques de recherche de chemins dans un graphe. Deux contributions à la planification de trajectoire probabiliste pour robots mobiles sont présentés dans cette thèse. La première est la synthèse d’un nouvel algorithme de planification appelé planificateur a domaine angulaire qui permet l’amélioration des techniques de planification probabilistes dans les milieux dits « passages étroit ». La seconde contribution consiste en la synthèse d’un deuxième algorithme de planification dit algorithme à domaine angulaire avec configurations essentielles qui améliore les performances du premier algorithme dans des régions dite ouvertes.

Titre traduit

Probabilistic path planner algorithms design for mobile robots : application to the narrow passage problem

Résumé

The work presented in this thesis is about motion planning for mobile robots. The presented techniques are based upon the concept of probabilistic roadmap path planners which uses the space configuration framework as a basis for designing new probabilistic path planners for mobile robots. Two main contributions are presented in this thesis. The first one is about designing a new algorithm for path planning for mobile robots called the angular domain which improves the performance of the probabilistic path planner in narrow passage locations. The second contribution is about a new configuration path planner algorithm called the angular domain path planner with key configuration concept which improves the performance of the first algorithm in open area locations