Download Free Contribution A La Conception Et A La Mise En Oeuvre De Robots Mobiles Book in PDF and EPUB Free Download. You can read online Contribution A La Conception Et A La Mise En Oeuvre De Robots Mobiles and write the review.

Etat de la science robotique. La locomotion artificielle. Conception générale des robots hexapodes H1 et H2. Conception générale des compilateurs. Compilateur d'allures AUCMP1. Compilateur d'allures AUCMP2. Compilateur multicible. Pilotage et équilibre
Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse visent à la mise en œuvre d'une flotte de plusieurs robots pour l'exploration d'un environnement ouvert et encombré. L'objectif consiste à proposer des stratégies permettant au groupe de robots d'être autonome dans le calcul des politiques décentralisées et dans la réalisation de leurs tâches respectives. La solution attendue doit permettre à chacun d'évoluer en étant affecté au minimum par une perte de communication. Les zones à visiter doivent alors être allouées entre les robots à chaque fois qu'il est nécessaire et que les robots sont en capacité de communiquer. Dans un premier temps, il est proposé une architecture basée sur une représentation topologique sémantique de l'environnement de façon à générer des cartes de faible densité. L'objectif est double : alléger les charges de calcul pour la planification en diminuant les données utiles et garantir que les hypothèses mises en œuvres respectent les capacités structurelles des robots dans un environnement réel. La seconde contribution propose une planification approchée sur plusieurs niveaux de façon à résoudre, en cours de mission, une problématique qui s'apparente à un voyageur de commerce stochastique. La solution consiste à décomposer un processus décisionnel de Markov orienté par plusieurs objectifs de façon à s'affranchir d'une limite sur le nombre d'objectifs considérés. Enfin, distribuer cette solution pour une résolution multi-robots nécessite la mise en place de protocoles permettant d'allouer rapidement l'ensemble de tous les objectifs. Sur la base d'une évaluation individuelle des préférences corrélées sur les objectifs, la solution distribuée proposée converge rapidement sur un consensus à travers une succession de ventes aux enchères simultanées. Les expérimentations réalisées visent à une évaluation statistique de la qualité des solutions produites ainsi que la possibilité de traiter des problématiques de taille réelle, en cours de mission. Elles permettent de valider les approches proposées dans un cadre multi-robots.
LES ROBOTS MOBILES, CONTRAIREMENT AUX ROBOTS MANIPULATEURS, ONT LA PARTICULARITE MAJEURE D'ETRE REGIS PAR DES EQUATIONS DE CONTRAINTES NON HOLONOMES DUES AUX CONTACTS DES ROUES AVEC LE SOL. CES CONTRAINTES IMPLIQUENT, POUR CERTAINES STRUCTURES DE ROBOTS, UNE RESTRICTION SUR LEUR CAPACITE DE DEPLACEMENT. CETTE RESTRICTION QUI EMPECHE LES ROBOTS MOBILES D'AVOIR DES MOUVEMENTS EN CRABE EST GENERALEMENT APPELEE CONTRAINTE DE NON HOLONOMIE. LA NON HOLONOMIE D'UN ROBOT MOBILE COMPLIQUE LA GENERATION DE MOUVEMENTS REALISABLES, ELLE NECESSITE UNE ANALYSE ET UNE SYNTHESE SPECIFIQUES DES BOUCLES DE COMMANDES PAR RETOUR D'ETAT. LE PROBLEME DE LA COMMANDE D'UN ROBOT MOBILE NON HOLONOME RESIDE DANS LE FAIT QU'IL N'EXISTE PAS DE RETOUR D'ETAT CONTINU CAPABLE DE CONDUIRE LE ROBOT A UNE POSITION ET UNE ORIENTATION DESIREES ET CELA QUELLES QUE SOIENT SA POSITION ET SON ORIENTATION INITIALES. PAR CONTRE, SI ON GENERE UN MOUVEMENT DIT DE REFERENCE PERMETTANT D'ATTEINDRE LA POSITION ET L'ORIENTATION DESIREES, ALORS IL EST POSSIBLE DE TROUVER UN RETOUR D'ETAT STABLE PERMETTANT AU ROBOT DE SUIVRE CETTE CONSIGNE. DANS CETTE THESE, NOUS TRAITONS TOUTES LES ETAPES NECESSAIRES POUR DEVELOPPER UN MODULE ROBUSTE DE COMMANDE DE MOUVEMENTS DANS L'ESPACE CARTESIEN POUR LE ROBOT MELODY (MOBILE D'EXTERIEUR A LOCALISATION DYNAMIQUE) DU L.A.N. CES ETAPES SONT LES SUIVANTES: ? ELABORATION D'UN MODELE DYNAMIQUE REALISTE QUI TIENT COMPTE DES FROTTEMENTS DES ROUES, AINSI QUE DES CONTRAINTES CINEMATIQUES SUBIES PAR LE ROBOT. ? DEVELOPPEMENT D'UN MODULE DE PLANIFICATION DE CHEMINS ET DE GENERATION DE MOUVEMENTS PROPRE AUX ROBOTS DE TYPE MELODY. ? IDENTIFICATION DES PARAMETRES DYNAMIQUES DU ROBOT MELODY. ? MISE EN UVRE SUR MELODY D'UNE LOI DE COMMANDE NON LINEAIRE. COMPARAISON DES PERFORMANCES OBTENUES AVEC ET SANS MODELE DYNAMIQUE. LES RESULTATS OBTENUS MONTRENT QUE LA PRISE EN COMPTE D'UN GENERATEUR DE MOUVEMENT ADAPTE ET LA MISE EN UVRE DE LOIS DE COMMANDES UTILISANT LE MODELE DYNAMIQUE PERMET D'AMELIORER DE MANIERE SIGNIFICATIVE LES PERFORMANCES DE POURSUITE CARTESIENNE DU ROBOT
La thématique étudiée dans ce mémoire est axée sur la préservation de la stabilité dynamique de véhicules évoluant en environnement naturel. En effet, la mobilité en milieu tout-terrain est une activité particulièrement pénible et dangereuse en raison de la nature difficile de l'environnement de conduite et de la reconfigurabilité des machines. Le caractère changeant et incertain des interactions rencontrées entre des véhicules à dynamique complexe et variable et leur environnement entraîne régulièrement des risques accrus de renversement et/ou de perte de contrôle (dévalement, dérapage déclenché par une perte soudaine d'adhérence) pour le conducteur. Une forte accidentalité mortelle est, en effet, recensée dans ce secteur, en particulier, dans le milieu agricole ou le renversement de véhicule est classé comme étant la première cause de mortalité au travail. A l'heure actuelle, les approches existantes sur la stabilité d'engins agricoles sont qualifiées à juste titre de passives car elles ne permettent pas d'éviter que les accidents ne se produisent. Par ailleurs, la transposition directe des solutions de sécurité active du secteur de l'automobile (ABS, ESP) s'est révélée inadaptée aux véhicules tout-terrain a cause des hypothèses simplificatrices (routes plates et homogènes, conditions d'adhérence constantes, etc.) dont souffre la conception de ces dispositifs. Ainsi, le développement de systèmes actifs de sécurité prenant en compte les spécificités de la conduite en milieu tout-terrain se révèle être la meilleure voie d'amélioration à suivre. Eu égard à ces circonstances, ce projet se propose d'adresser cette problématique en étudiant des métriques de stabilité pertinentes permettant d'estimer et d'anticiper en temps réel les risques afin de permettre des actions correctives pour la préservation de l'intégrité des machines tout-terrain. Afin de faciliter l'industrialisation du dispositif actif de sécurité conçu, l'une des contraintes sociétales et commerciales de ce projet a été l'utilisation de capteurs compatibles avec le coût des machines visées. L'objectif ambitieux de cette étude a été atteint par différentes voies. En premier lieu, une approche de modélisation multi-échelle a permis de caractériser l'évolution dynamique de véhicules en milieu tout-terrain. Cette approche à dynamique partielle a offert l'avantage de développer des modèles suffisamment précis pour être représentatifs du comportement réel de l'engin mais tout en présentant une structure relativement simple permettant la synthèse d'asservissements performants. Puis, une étude comparative des avantages et des inconvénients des trois grandes familles de métriques répertoriées dans la littérature a permis de mettre en exergue l'intérêt des métriques analytiques à modèle dynamique par rapport aux catégories de critères de stabilité dits statiques et empiriques. Enfin, l'analyse approfondie des métriques dynamiques a facilité le choix de trois indicateurs (Lateral and Longitudinal Load Transfer (LLT), Force Angle Stability Measurement (FASM) et Dynamic Energy Stability Measurement (DESM)) qui sont représentatifs d'un risque imminent de renversement du véhicule. La suite du mémoire s'appuie sur la théorie d'observation pour l'estimation en ligne des variables non directement mesurables en milieu tout-terrain telles que les rigidités de glissement et dérive du pneumatique. Jumelée aux différents modèles dynamiques du véhicule, la synthèse d'observateurs a permis donc d'estimer en temps réel les efforts d'interaction pneumatiques-sol nécessaires à l'évaluation des indicateurs d'instabilité. Le couplage de ces modèles multi-échelles à la théorie d'observation a ainsi constitué un positionnement original à même de briser la complexité de la caractérisation de la stabilité de véhicules à dynamiques complexes et incertaines. (...).
CETTE THESE PRESENTE UN SYSTEME DE PROGRAMMATION ET DE COMMANDE DE ROBOTS MOBILES PAR APPRENTISSAGE. DANS LE BUT D'ASSURER LA FAISABILITE DES MISSIONS, NOUS AVONS MIS AU POINT UNE METHODE D'APPRENTISSAGE DES TRAJECTOIRES GRACE A LAQUELLE LE ROBOT CONNAIT D'UNE PART, LES CHEMINS DES MISSIONS ET D'AUTRE PART, LES ACTIONS A ACCOMPLIR. L'ORIGINALITE DE LA METHODE RESIDE DANS L'UTILISATION CONJOINTE D'UNE BASE DE DONNEES DE TRAJECTOIRES APPRISES ET D'INFORMATIONS DELIVREES EN LIGNE PAR LES CAPTEURS, DE FACON A AUTORISER DES MANUVRES TELLES QUE LE RECALAGE DU ROBOT OU LES EVITEMENTS D'OBSTACLES. DANS LE PREMIER CHAPITRE, NOUS POSONS LE PROBLEME DE LA COMMANDE DE ROBOTS MOBILES EN ENVIRONNEMENT INTERIEUR, TANT SUR LE PLAN DES STRATEGIES DE NAVIGATION QUE SUR LE PLAN DES SYSTEMES DE LOCALISATION OU DES STRUCTURES DE COMMANDE. DANS LE DEUXIEME CHAPITRE, NOUS PRESENTONS LA PHASE D'ACQUISITION DES TRAJECTOIRES. PENDANT CETTE ETAPE PRINCIPALE, LE ROBOT EST TELEOPERE TANDIS QUE SON SYSTEME DE LOCALISATION EST ACTIF ET DELIVRE DES INFORMATIONS QUI SONT TRAITEES PUIS MEMORISEES SOUS FORME DE FICHIERS D'APPRENTISSAGE. L'EXECUTION D'UNE TRAJECTOIRE APPRISE NECESSITE D'UNE PART, UNE GENERATION DE MOUVEMENT QUI UTILISE AUSSI BIEN DES POINTS ACQUIS EN LIGNE QUE DES POINTS ACQUIS PENDANT LA PHASE D'APPRENTISSAGE, ET D'AUTRE PART, LE CALCUL DES VARIABLES DE COMMANDE POUR LE ROBOT CONSIDERE. NOUS DECRIVONS L'UNE ET L'AUTRE DANS LE TROISIEME CHAPITRE. LE QUATRIEME CHAPITRE PRESENTE TOUS LES OUTILS NECESSAIRES A L'APPRENTISSAGE DES TRAJECTOIRES D'UN ENSEMBLE DE MISSIONS TELS QUE LA STRUCTURATION DES CHEMINS, LA VALIDATION ET LA CORRECTION EVENTUELLE DES FICHIERS D'APPRENTISSAGE, LA GESTION DE L'ENCHAINEMENT DES PHASES, L'INTERFACE HOMME/MACHINE, LA PROGRAMMATION DES ACTIONS DU ROBOT. NOUS AVONS IMPLANTE LE SYSTEME COMPLET DE PROGRAMMATION ET DE COMMANDE PAR APPRENTISSAGE SUR LE ROBOT DU PROJET FIRST, DEDIE AU TRANSPORT DE CHARGES EN MILIEU HOSPITALIER. DANS LE DERNIER CHAPITRE, NOUS PRESENTONS CE PROJET, L'IMPLANTATION DU SYSTEME ET LES DIFFERENTS ESSAIS EFFECTUES
La génération de mouvements de locomotion en robotique mobile est étudiée dans le monde académique depuis plusieurs décennies. La théorie concernant la modélisation et le contrôle des robots à roues est largement mature. Cependant, la mise en œuvre effective de ces modèles dans des conditions réelles demande des études complémentaires. Dans cette thèse, nous présentons trois projets mettant en œuvre trois différents types de robots mobiles. Nous débutons dans chaque cas par une analyse sur les qualités recherchées d'un mouvement dans un contexte particulier, qu'il soit artistique ou industriel, et terminons par la présentation des architectures algorithmiques et logicielles mises en œuvre, notamment dans le cadre d'expositions de plusieurs mois, où le public est invité à partager l'espace d'évolution de robots. La réalisation de ces projets montre que certains choix technologiques semblant insignifiants au moment de la conception des robots sont déterminants dans les dernières étapes de la production. On peut extrapoler cette remarque depuis ces robots mobile à deux ou trois degrés de liberté vers des robots humanoïdes pouvant en avoir plusieurs dizaines. La stratégie classique qui consiste à concevoir, dans un premier temps, l'architecture mécatronique des robots humanoïdes, pour se poser ensuite la question de leur contrôle, atteint ses limites, comme le montrent par exemple la consommation énergétique et la difficulté d'obtenir des mouvements de marche dynamique sur ces robots, pourtant conçus dans le but de marcher. Dans une perspective globale de conception des robots marcheurs, nous proposons un système de codesign, où il est possible d'optimiser simultanément la conception mécanique et les contrôleurs d'un robot.
Robots mobiles : état de l'art. Prototype de robot mobile à pattes. Modélisation de la dynamique de tout système mécanique articulé. Élements de commande pour le déplacement.
Sections 1-2. Keyword Index.--Section 3. Personal author index.--Section 4. Corporate author index.-- Section 5. Contract/grant number index, NTIS order/report number index 1-E.--Section 6. NTIS order/report number index F-Z.