Thèse soutenue

Contribution à la navigation de robots mobiles : approche par modèle direct et commande prédictive
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Auteur / Autrice : Nicolas Morette
Direction : Pierre Vieyres
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Robotique
Date : Soutenance le 18/12/2009
Etablissement(s) : Orléans
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences et technologies (Orléans)
Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire Pluridisciplinaire de recherche en ingénierie des systèmes, mécanique et énergétique (Orléans ; 2008-....)
Laboratoire : Institut Pluridisciplinaire de Recherche en Ingénierie des Systèmes- Mécanique et Energétique
Jury : Président / Présidente : Dominique Meizel
Examinateurs / Examinatrices : Pierre Vieyres, Dominique Meizel, Philippe Hoppenot, Philippe Martinet, Laurence Josserand, Cyril Novales
Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Hoppenot, Philippe Martinet

Mots clés

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Résumé

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L’autonomie d’un robot mobile autonome requiert la réalisation coordonnée de tâches de commande et de perception de l’environnement. Parmi celles-ci, la navigation joue un rôle de pivot dans l’interaction du robot avec son terrain d’évolution. Elle consiste en la détermination de trajectoires réalisables par le robot pour suivre un chemin préétabli, tout en assurant la non collision avec les obstacles, mobiles ou fixes. Pour effectuer cette tâche, notre approche s’appuie sur le modèle cinématique direct du véhicule pour générer des trajectoires admissibles par le robot. En premier lieu, une trajectoire de référence est construite à partir du chemin à suivre. Le problème de navigation est alors modélisé sous la forme d’un problème d’optimisation sous contraintes dont la fonction coût quantifie l’écart entre la trajectoire prédite du robot et la trajectoire de référence. Les obstacles sont intégrés sous forme de contraintes en pénalisant le critère, et sa minimisation détermine la commande optimale à appliquer. Cette navigation par commande prédictive nous permet d’anticiper les mouvements de contournement d’obstacles sur l’horizon de prédiction choisi, tout en gardant une certaine réactivité vis-à-vis de la dynamique des obstacles et du robot. En outre, l’utilisation de familles de trajectoires paramétrées permet de maitriser le comportement du véhicule.