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Cette thèse présente deux systèmes importants pour les robots mobiles. Un premier système de commande est d'abord détaillé L’étude et la réalisation de l'architecture matérielle en constitue une première partie. Une étude des trajectoires et des mouvements correspondants en constitue une seconde partie. Une étude de l'asservissement optimise ensuite le suivi par le robot des trajectoires imposées. Cette étude est effectuée dans le cas discret. Le lissage des trajectoires pour obtenir un mouvement continu est effectué par l'utilisation de clothoïdes. Ce système de commande est organisé autour d'un noyau de primitives de déplacements, d'informations et de sécurité. Les performances du système sont testées sur un robot mobile réel mithra de type a (projedt MITHRA/EUREKA). Le second système traite de la programmation du robot mobile autonome. Trois modes de programmation sont mises au point: 1) l'apprentissage, relevé direct de la trajectoire suivi par le robot (moteurs débrayés) poussé par un opérateur; 2) la modélisation topologique, transformation du domaine d’évolution du robot mobile en un graphe de points d'emplacements stratégiques, le suivi d'une trajectoire par le robot revient à la recherche du chemin correspondant dans un graphe; 3) la méthode mixte, coopération des deux modes précédents pour accomplir une mission donnée Les sorties de ces trois modes sont transformées par un générateur de mouvements en primitives exécutables par le système de commande.
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 robotique fait rever et ce domaine en perpetuelle evolution, de nouvelles decouvertes sont faits pour rendre ces machines plus agiles, plus rapides voire plus intelligentes. Leur utilisation se repand au quotidien, on nous promet un monde de robots pour demain, certains disent meme une revolution robotique. Avec l'evolution des technologies, les robots gagnent petit a petit des aptitudes a realiser des gestes de plus en plus complexes. Ces developpements conduisent a des machines hautement perfectionnees qui peuvent realiser des taches de plus en plus sophistiquees, mais trop souvent, la difficulte a mettre ces robots augmente avec la complexite du systeme Notre projet consiste a la realisation et la commande d'un robot mobile supporteur d'une camera . Notre objectif est de faire en premier lieu la realisation de la carte de commande et ensuite la realisation d'une application ( interface avec c++ builder ) pour commande ce robot mobile et recevoir des image de la camera"
La robotique est l'ensemble des techniques permettant la réalisation de machines automatiques ou de robots. Le problème de la navigation autonome d'un robot mobile en environnements naturels a suscité un intérêt croissant ces dernières années. Notre projet est de faire une étude sur le robot mobile autonome. L'objectif de notre projet consiste à la réalisation d'un robot mobile autonome avec un certain degré d'autonomie.
CE MEMOIRE A POUR OBJET L'ETUDE D'UN SYSTEME DE PROGRAMMATION DE TACHE ET DE CONDUITE D'UN ROBOT INDUSTRIEL, PAR LE BIAIS D'UN DIALOGUE HOMME-MACHINE TOTALEMENT GRAPHIQUE. CE SYSTEME INTEGRE EGALEMENT LES PRIMITIVES FONDAMENTALES DE DECISION, ASSURANT AINSI UNE RELATION DIRECTE AVEC TOUT SYSTEME DE COMMANDE A ARCHITECTURE DECENTRALISEE. L'AUTEUR MODELISE L'ENSEMBLE DE LA COMMANDE ET DE LA PROGRAMMATION DU ROBOT PAR TROIS MACHINES (MACHINES D'EXECUTION, DE RELATION ET DE CREATION), CE QUI LUI PERMET DE SPECIFIER LES CARACTERISTIQUES FONDAMENTALES DU SYSTEME DE PROGRAMMATION DE TACHE ET DE CONDUITE. LA DESCRIPTION DES TACHES EST ENTIEREMENT GRAPHIQUE, NOTAMMENT GRACE A L'INTRODUCTION DE LA NOTION DE MACRO-TRAJECTOIRE, QUI PERMET DE SPECIFIER TOUT A LA FOIS LE DEPLACEMENT ET LES ORIENTATIONS DES OBJETS MANIPULES. L'ENSEMBLE DE CES RESULTATS A CONDUIT A LA REALISATION D'UN LOGICIEL COMPLET DE PROGRAMMATION ET CONDUITE, INTEGRANT UN SYSTEME GRAPHIQUE INTERACTIF DE DIALOGUE HOMME/MACHINE, AUTORISANT AUSSI BIEN DES ACTIONS A EXECUTION IMMEDIATE, QU'A EXECUTION DIFFEREE
Qu'est-ce qu'un robot mobile Un robot mobile est une machine automatique capable de se déplacer. La robotique mobile est généralement considérée comme un sous-domaine de la robotique et de l'ingénierie de l'information. Comment vous en bénéficierez (I) Informations et validations sur les éléments suivants sujets : Chapitre 1 : Robot mobile Chapitre 2 : Robot Chapitre 3 : Robot autonome Chapitre 4 : Contrôle du robot Chapitre 5 : Robotique en essaim Chapitre 6 : Réseau de capteurs sans fil Chapitre 7 : Téléopération Chapitre 8 : Véhicule terrestre sans pilote Chapitre 9 : Évitement d'obstacles Chapitre 10 : Navigation du robot (II) Répondre aux principales questions du public sur les robots mobiles. (III ) Exemples concrets d'utilisation de robots mobiles dans de nombreux domaines. À qui s'adresse ce livre Professionnels, étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs, passionnés, amateurs , et ceux qui souhaitent aller au-delà des connaissances ou des informations de base pour tout type de robot mobile.
LES TRAVAUX PRESENTES DANS CE MEMOIRE CONCERNENT LA PROPOSITION D'UNE APPROCHE METHODOLOGIQUE POUR LA CONCEPTION D'UNE ARCHITECTURE DE CONTROLE ET DE COMMANDES D'UN SYSTEME COMPLEXE : UN ROBOT MOBILE AUTONOME. AFIN DE GARANTIR LES FONCTIONNALITES REQUISES POUR LA CONDUITE DU ROBOT MOBILE : REACTIVITE, COMPORTEMENT INTELLIGENT, RAISONNEMENT GLOBAL, MODULARITE, FIABILITE, ADAPTATIVITE, INTEGRATION MULTISENSORIELLE ET ROBUSTESSE, NOUS PROPOSONS UNE ARCHITECTURE DE CONTROLE ET DE COMMANDES HYBRIDES QUI REPOSE SUR UN CONCEPT ORIGINAL : LES COMMANDES ORIENTEES COMPORTEMENT (COC). NOTRE ARCHITECTURE COC S'APPUIE SUR UNE DECOMPOSITION A LA FOIS HIERARCHIQUE ET DISTRIBUEE DU CONTROLE EN MODULES COMMUNICANTS APPELES MODULES DE COMPORTEMENT. CETTE APPROCHE UTILISE LES CONCEPTS DE L'INTELLIGENCE ARTIFICIELLE DISTRIBUEE ET DU TEMPS REEL A TRAVERS D'UNE PART, DES AGENTS REACTIFS DE FAIBLE INTELLIGENCE POUR REAGIR A DES EVENEMENTS EXTERIEURS ET D'AUTRE PART, DES AGENTS DE PLUS FORTE GRANULARITE POUR LA GESTION DE LA PLANIFICATION ET DE LA NAVIGATION DU ROBOT. LE MECANISME DE RAISONNEMENT DES MODULES DE COMPORTEMENT EST DECRIT PAR UNE MACHINE A ETATS FINIS OU UN SYSTEME EXPERT D'ORDRE 0+ ASSOCIE A UN MOTEUR D'INFERENCES A CHAINAGE AVANT. LE SUPPORT D'EXECUTION SOUS-JACENT AU MODELE DOIT OFFRIR DES MECANISMES POUR GERER LA CONCURRENCE, LA SYNCHRONISATION ET LA COMMUNICATION DES AGENTS TOUT EN RESPECTANT DES CONTRAINTES TEMPS REEL (EX : LANGAGE ASYNCHRONE + NOYAU TEMPS REEL). LA PROBLEMATIQUE DU PASSAGE DU MODELE CONCEPTUEL D'UNE APPLICATION VERS SA MISE EN OEUVRE EFFECTIVE SUR UNE ARCHITECTURE MULTIPROCESSEUR LEGERE (PROCESSEURS DE L'ORDRE DU MIPS) EST ABORDEE PAR LA REALISATION D'UN OUTIL DE CONCEPTION ET DE DEVELOPPEMENT GARANTISSANT UN COMPORTEMENT STANDARD DES MODULES GRACE A UNE GENERATION AUTOMATIQUE DU CODE ASSOCIE AUX DIFFERENTS OBJETS DU MODELE. UNE VALIDATION DE CETTE ARCHITECTURE A ETE REALISEE A TRAVERS UNE APPLICATION DE ROBOTIQUE MOBILE AUTONOME DOMESTIQUE.
LES TRAVAUX PRESENTES CONCERNENT L'ETUDE ET LA REALISATION DU SYSTEME DE COMMANDE D'UN ROBOT-MANIPULATEUR SITUE SUR UNE STATION ORBITALE. APRES AVOIR ANALYSE SES CARACTERISTIQUES, UNE METHODE D'OBTENTION AUTOMATIQUE DES MODELES STATIQUE, CINEMATIQUE ET DYNAMIQUE A ETE DEVELOPPEE. LES ALGORITHMES CORRESPONDANTS ONT ETE APPLIQUES EN VUE D'ELABORER UNE LOI DE COMMANDE ASSURANT LE DECOUPLAGE DES ARTICULATIONS