Contributions à l'enchaînement des tâches et à la résolution de la redondance : application aux robots humanoïdes et multi-bras

par Amine Abou Moughlbay

Thèse de doctorat en Automatique, robotique

Sous la direction de Philippe Martinet.

Soutenue en 2013

à l'Ecole centrale de Nantes , dans le cadre de École doctorale Sciences et technologies de l'information et mathématiques (Nantes) , en partenariat avec Institut de recherche en communications et cybernétique (Nantes) (laboratoire) et de Université de Nantes (1962-2021) (autre partenaire) .

mots clés

• Système multi-bras
• Robot Nao
• Robots mobiles -- Redondance (ingénierie)
• Commande automatique

Résumé

La redondance est présente dans toutes les plateformes robotiques, elle est soit intrinsèque et explicite dans l’architecture mécanique du robot, ou implicite et n’apparaît que lors de l’exécution de certaines tâches. Cette thèse identifie, classifie les différents types de redondances et traite leur résolution cinématique lors de l’application de plusieurs tâches simultanées sur un système redondant avec une priorité spécifique. Une approche de multi-points de contrôle et des formalismes de résolution de la redondance ont été développés et validés par l’application de plusieurs tâches de service et d’assistance sur un système multi-bras pour la découpe de la viande et deux robots humanoïdes HRP-2 et Nao. En utilisant différents types de capteurs, notamment des systèmes de vision embarqués et déportés, plusieurs techniques ont été implémentées sur ces plateformes robotiques pour appliquer, en simulation et en temps réel, les tâches désirées (localisation, saisie, navigation, visibilité. . ) tout en respectant les contraintes du système (évitement de collision, occultation, butées articulaires,. . . ).

Titre traduit

Contributions in task sequencing and redundancy resolution : application to humaniod and multi-arm robots

Résumé

Redundancy is present in all the robotic platforms; it is either intrinsic and explicit in the robot’s mechanical architecture, or implicit and appears only when applying specific tasks. This thesis identifies and classifies the different types of redundancies; it also addresses their kinematic resolution when applying several simultaneous and prioritized tasks on a general redundant system. Multi-control points approach and redundancy resolution formalisms were developed and validated by the application of several industrial, service and assistive tasks on three different platforms: a multi-arm system for meat cutting and two humanoid robots (HRP-2 and Nao). Using various types of embedded and external vision sensors, several techniques were integrated into these robotic platforms to apply, in simulation and real-time, the desired scenarios (localization, grasping, navigation, visibility,. . . ) while taking into account the system constraints (collision, occlusion, joint limits avoidance,. . . ).