Aides A La Navigation D Un Robot Mobile Dans Un Environnement Partiellement Connu
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AIDES A LA NAVIGATION D'UN ROBOT MOBILE DANS UN ENVIRONNEMENT PARTIELLEMENT CONNU
LE TRAVAIL PRESENTE DANS CETTE THESE TRAITE DU PROBLEME DE LA NAVIGATION D'UN ROBOT MOBILE DANS UN ENVIRONNEMENT PARTIELLEMENT CONNU. UNE METHODE HYBRIDE EST UTILISEE POUR EXPLOITER LES AVANTAGES DE STRATEGIES DE NAVIGATION GLOBALE ET LOCALE. LA FUSION DE CES STRATEGIES EST BASEE SUR UN SYSTEME D'INFERENCE FLOUE PAR COMPARAISON EN LIGNE ENTRE LES SCENES: REELLE ET MEMORISEE. LA PLANIFICATION DE L'ITINERAIRE EST EFFECTUEE PAR LA METHODE DU GRAPHE DE VISIBILITE ET L'ALGORITHME A*. UN CONTROLEUR FLOU A ETE REALISE, D'UNE PART, POUR LE SUIVI DU CHEMIN PLANIFIE PAR LE ROBOT VIRTUEL DANS L'ENVIRONNEMENT THEORIQUE ET, D'AUTRE PART, POUR LA NAVIGATION DU ROBOT REEL DANS L'ENVIRONNEMENT REEL IDENTIQUE A CELUI MEMORISE. POUR LA NAVIGATION LOCALE, DEUX TECHNIQUES ONT ETE DEVELOPPEES INDEPENDAMMENT. LA PREMIERE EST CELLE DU CHAMP DE POTENTIEL ARTIFICIEL. UN REGLAGE AUTOMATIQUE EN LIGNE DES COEFFICIENTS, BASE SUR L'EMPLOI DE REGLES FLOUES A ETE REALISE POUR ELIMINER LES MINIMA LOCAUX. UNE DEUXIEME METHODE BASEE SUR LA COMBINAISON DE COMPORTEMENTS ELEMENTAIRES REALISES, POUR LA PLUPART A L'AIDE DE SYSTEMES D'INFERENCE FLOUE, A ETE DEVELOPPEE. TOUT D'ABORD D'UN COMPORTEMENT DE SUIVI DU MILIEU DE L'ESPACE LIBRE VU PAR LE ROBOT ET UN COMPORTEMENT DE CONVERGENCE VERS LE BUT ONT ETE FUSIONNES. L'EXPERIMENTATION A ETE FAITE SUR LES DEUX ROBOTS MOBILES KHEPERA ET RMI, POUR UN PASSAGE DE PORTE. CELA A PERMIS DE MONTRER LA ROBUSTESSE ET LA PORTABILITE DE LA METHODE. UN TROISIEME COMPORTEMENT ELEMENTAIRE, DE TYPE SUIVI DE MUR A ETE DEVELOPPE. ASSOCIE A UNE CREATION DE BUTS INTERMEDIAIRES DE TRANSITION, IL PERMET AU ROBOT DE CONTOURNER LES OBSTACLES CONCAVES, AVANT DE SE REDIRIGER VERS SON BUT. LE RECOURS A DES SIF POUR GENERER LES COMPORTEMENTS ELEMENTAIRES S'EST REVELE A LA FOIS SIMPLE ET EFFICACE. CEPENDANT ON PEUT TOUJOURS CRAINDRE QUE LES REGLES DEDUITES D'UNE SIMPLE EXPERTISE HUMAINE SOIENT PLUS OU MOINS LARGEMENT SOUS-OPTIMALES. UN RESEAU NEURO-FLOU A ETE UTILISE POUR EFFECTUER L'OPTIMISATION DES PARAMETRES CARACTERISANT LES CONCLUSIONS DES REGLES FLOUES. CE DERNIER POINT EST PARTICULIEREMENT IMPORTANT POUR EXTRAIRE UNE BASE DE REGLES DES DONNEES EXPERIMENTALES SANS AVOIR RECOURS A UNE DEMARCHE EMPIRIQUE
NAVIGATION A COUT MINIMAL D'UN ROBOT MOBILE DANS UN ENVIRONNEMENT PARTIELLEMENT CONNU
CETTE THESE PRESENTE UNE ETUDE SUR LA NAVIGATION A LONGUE ET A COURTE DISTANCE D'UN ROBOT MOBILE DANS UN ENVIRONNEMENT PARTIELLEMENT CONNU. CETTE APPROCHE EST ACCOMPAGNEE D'UN COUT MINIMUM. NOUS AVONS DEBUTE CE TRAVAIL PAR UN ETAT DE L'ART, QUI PAR L'ANALYSE QUE NOUS EN TIRONS SUR LES PLANS DE LA LOCOMOTION ET DE LA PERCEPTION, NOUS A CONDUIT A LA REALISATION DU ROBOT MOBILE ROME0. DANS CE CADRE, NOUS PRESENTONS LE SYSTEME DE PERCEPTION MINIMUM BASE SUR DES CAPTEURS A ULTRASONS ET LE SYSTEME ODOMETRIQUE IMPLANTES SUR LE ROBOT. NOUS DECRIVONS ROME0 EN PRECISANT LE FONCTIONNEMENT DE CERTAINS ORGANES PRINCIPAUX. NOUS PRESENTONS ENSUITE UN ALGORITHME DE GENERATION DE TRAJECTOIRES DANS UN ENVIRONNEMENT DONNE. NOUS LE COMPLETONS PAR UN ALGORITHME D'EVITEMENT D'OBSTACLES IMPREVUS UTILISANT DES INFORMATIONS ULTRASONORES. CES PROGRAMMES NE SONT UTILISABLES QUE SI LE ROBOT POSSEDE DES BOUCLES DE COMMANDE EN SON PLUS BAS NIVEAU DE CONTROLE. AUSSI, AVONS NOUS REALISE UN SUIVI DE TRAJECTOIRE ET UN SUIVI D'OBSTACLES. CES DEUX TYPES DE COMMANDE PEUVENT ETRE DEFINIS COMME DES COMMANDE REFLEXES ET PERMETTENT DE LIBERER LES HAUTS NIVEAUX DE CONTROLE. POUR FINIR, NOUS DONNONS UNE METHODE D'ACQUISITION DE L'ENVIRONNEMENT GLOBAL DU ROBOT UTILISANT UN CAPTEUR A ULTRASONS ROTATIF ET NOUS TRAITONS LE PROBLEME DE SA LOCALISATION ABSOLUE A L'AIDE DE BALISES OPTIQUES
Étude et mise en oeuvre d'algorithmes de navigation d'un robot mobile autonome dans un environnement partiellement connu
L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL CONSISTE A COMMANDER UN ROBOT MOBILE A ROUES AFIN DE SE DEPLACER DANS UN ENVIRONNEMENT CONNU MAIS AVEC DES OBSTACLES IMPREVUS. POUR CE FAIRE, UNE MISE EN UVRE DE L'INSTRUMENTATION DU ROBOT EST ETUDIEE, D'UNE PART D'UN POINT DE VUE MATERIEL, AU NIVEAU DES CAPTEURS EXTEROCEPTIFS, D'AUTRE PART D'UN POINT DE VUE LOGICIEL AU NIVEAU DES ALGORITHMES DE NAVIGATION. CETTE MISE EN UVRE EST EFFECTUEE A TRAVERS UNE ARCHITECTURE DE COMMANDE HIERARCHISEE COMPORTANT TROIS NIVEAUX, SOIT: PLANIFICATION, NAVIGATION ET PILOTAGE. POUR PLANIFIER UNE TRAJECTOIRE, NOUS UTILISONS LA METHODE DES VECTEURS DE TRAVERSABILITE EN APPORTANT DES AMELIORATIONS A L'ALGORITHME CLASSIQUE. LA NAVIGATION LOCALE EST REALISEE PAR LA METHODE DES CHAMPS DE POTENTIEL. NOTRE CONTRIBUTION RESIDE DANS L'AMELIORATION DU COMPORTEMENT DU ROBOT, EN PARTICULIER EN MODIFIANT DYNAMIQUEMENT LES FORCES REPULSIVES AU COURS DE L'EVOLUTION. PAR AILLEURS, NOUS PROPOSONS UNE METHODE PERMETTANT D'EVITER LES MINIMA LOCAUX. AFIN DE PERMETTRE UN RECALAGE EVENTUEL DE LA LOCALISATION RELATIVE FOURNIE PAR L'ODOMETRIE, NOUS UTILISONS UN SYSTEME DE LOCALISATION ABSOLUE PAR GONIOMETRIE. L'ETUDE DE QUELQUES CONFIGURATIONS NOUS A PERMIS DE TROUVER D'UNE PART LA MEILLEURE STRUCTURATION DE L'ENVIRONNEMENT, ET D'AUTRE PART LES POSITIONS DU ROBOT DANS L'ENVIRONNEMENT OFFRANT LES MEILLEURS RESULTATS