Strategies De Perception Et De Deplacement Pour La Navigation D Un Robot Mobile Autonome En Environnement Naturel

Stratégies de perception et de déplacement pour la navigation d'un robot mobile autonome en environnement naturel

CETTE THESE PORTE SUR LA DETERMINATION AUTONOME DE STRATEGIES DE NAVIGATION POUR UN ROBOT MOBILE EVOLUANT DANS UN ENVIRONNEMENT EXTERIEUR INITIALEMENT INCONNU ET NON STRUCTURE. CES STRATEGIES CONCERNENT LE CHOIX DE BUTS INTERMEDIAIRES A RALLIER POUR ATTEINDRE UN BUT FINAL, D'UN MODE DE DEPLACEMENT A APPLIQUER, ET DE LA PROCHAINE TACHE DE PERCEPTION A EFFECTUER. LE MEMOIRE EST COMPOSE DE DEUX PARTIES: LA PREMIERE PRESENTE LES ALGORITHMES DEVELOPPES AFIN DE CONSTRUIRE UNE REPRESENTATION TOPOLOGIQUE DE L'ENVIRONNEMENT ADAPTEE A LA PRISE DES DIVERSES DECISIONS STRATEGIQUES, ET LA SECONDE CONCERNE LES PRISES DE DECISION PROPREMENT DITES. ETANT DONNEES LA COMPLEXITE ET LA DIVERSITE D'UN ENVIRONNEMENT EXTERIEUR NATUREL D'UNE PART, ET LES GRANDES INCERTITUDES QUE L'ON A SUR LES DONNEES FOURNIES PAR LES CAPTEURS D'AUTRE PART, NOUS AVONS FAVORISE POUR LA CONSTRUCTION DE LA REPRESENTATION TOPOLOGIQUE DE L'ENVIRONNEMENT UNE TECHNIQUE DE CLASSIFICATION PROBABILISTE. LES DONNEES TRIDIMENSIONNELLES (ISSUES D'UN TELEMETRE LASER OU D'UN SYSTEME DE STEREOVISION) SONT AINSI RAPIDEMENT ANALYSEES DE MANIERE A PRODUIRE UNE DESCRIPTION DE LA ZONE PERCUE EN TERMES DE REGIONS LIEES A LA NAVIGABILITE DU ROBOT. LES DONNEES ACQUISES DE DIFFERENTS POINTS DE VUE SONT FUSIONNEES EN UN MODELE GLOBAL, DANS LEQUEL FIGURENT LES INCERTITUDES RESULTANT DES CARACTERISTIQUES DU CAPTEUR, ET QUI EST STRUCTURE EN UN GRAPHE DE CONNEXITE DE REGIONS. C'EST SUR LA BASE DE CE MODELE GLOBAL, DES MODELES DES CAPACITES DE DEPLACEMENT ET DE PERCEPTION DU ROBOT, ET DE LA DEFINITION DE LA MISSION A REALISER (CRITERES PORTANT SUR LE TEMPS ET L'ENERGIE A MINIMISER), QUE SONT EFFECTUES LES CHOIX STRATEGIQUES. UNE ANALYSE DU PROBLEME MONTRE QUE SA DIFFICULTE PROVIENT ESSENTIELLEMENT DE SA COMPLEXITE ALGORITHMIQUE ET DU CARACTERE INCERTAIN DES MODELES DE L'ENVIRONNEMENT ET DES CAPTEURS. UNE APPROCHE REALISTE EST PRESENTEE: ELLE CONSISTE A DETERMINER LE CHEMIN AU SEIN DU GRAPHE MINIMISANT UN COUT, LEQUEL PREND EN COMPTE, OUTRE LES DIFFERENTS CRITERES A MINIMISER, LES INCERTITUDES LIEES AU MODELE DE L'ENVIRONNEMENT. DES RESULTATS OBTENUS LORS D'EXPERIMENTATIONS SUR UN ROBOT MOBILE REEL SONT PRESENTES ET ANALYSES TOUT AU LONG DU MEMOIRE.

Stratégies de perception et de déplacement pour la navigation d'un robot mobile autonome en environnement naturel

CONTROLE PAR VISION DU MOUVEMENT D'UN ROBOT MOBILE EN ENVIRONNEMENT NATUREL

LA NAVIGATION DE VEHICULES AUTONOMES EN ENVIRONNEMENT NATUREL IMPLIQUE LA CONCEPTION ET LA MISE EN OEUVRE DE TECHNIQUES DE PERCEPTION ROBUSTES, ET DE METHODES DE GENERATION DE MOUVEMENTS COMPATIBLES AVEC CES MOYENS DE PERCEPTION. DANS CETTE THESE, NOUS CONSIDERONS LA GENERATION AUTONOME DE DEPLACEMENTS, A PARTIR DES INFORMATIONS FOURNIES PAR UNE PAIRE DE CAMERAS VIDEO : CES DEPLACEMENTS SONT ENCHAINES AFIN D'ATTEINDRE UN BUT SITUE A QUELQUES DIZAINES DE METRES, DANS UN ENVIRONNEMENT ESSENTIELLEMENT PLAN. NOUS COMMENCONS PAR PRESENTER L'ALGORITHME DE STEREOVISION DEVELOPPE POUR OBTENIR EN LIGNE DES DONNEES TRIDIMENSIONNELLES SUR L'ENVIRONNEMENT, A PARTIR DESQUELLES UNE CARTE LOCALE D'OBSTACLES EST DETERMINEE. ENSUITE, NOUS PRESENTONS DEUX METHODES DE GENERATION DE MOUVEMENTS : L'UNE REACTIVE, ET L'AUTRE PSEUDO-PLANIFIEE. DANS L'APPROCHE REACTIVE, NOUS CALCULONS EN TEMPS REEL DES CONSIGNES DE DEPLACEMENT POUR ATTEINDRE UN BUT DEFINI PAR SES COORDONNEES CARTESIENNES, TOUT EN EVITANT LES OBSTACLES DANS LA CARTE LOCALE GRACE A UNE METHODE BASEE SUR LES CHAMPS DE POTENTIEL. NOUS PRESENTONS DES DEVELOPPEMENTS CONCERNANT LA METHODE DES CHAMPS DE POTENTIEL, QUI SATISFONT DIFFERENTES CONTRAINTES ET PRODUISENT DES DEPLACEMENTS SURS ET REGULIERS. DANS L'APPROCHE PSEUDO-PLANIFIEE, NOUS PROJETONS UN ENSEMBLE DE DIRECTIONS DE DEPLACEMENTS SUR LA CARTE LOCALE. LE CALCUL D'UN SCORE POUR CHAQUE DIRECTION POSSIBLE, DETERMINE A PARTIR DE LA POSITION A ATTEINDRE ET DES DONNEES DE LA CARTE LOCALE, PERMET ALORS DE CHOISIR LA DIRECTION OPTIMALE DE DEPLACEMENT. LES TRAVAUX PRESENTES SONT ILLUSTRES PAR DES RESULTATS OBTENUS AVEC DES DONNEES ET SIMULEES TOUT AU LONG DU MEMOIRE ; ET LE DERNIER CHAPITRE EST CONSACRE A LA PRESENTATION D'EXPERIMENTATIONS REELLES REALISEES EN ENVIRONNEMENT NATUREL AVEC LE ROBOT LAMA.