Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article aborde les aspects essentiels qui sont nécessaires à la mise en œuvre des robots mobiles terrestres et notamment des robots à roues. Il présente les concepts généraux pour la conception et le choix d’architectures matérielles des systèmes locomoteurs. Il décrit également les principes de la modélisation cinématique et dynamique de ces systèmes qui permettent d’analyser et de qualifier leur niveau de mobilité et le type de trajectoire réalisable. Les techniques classiques pour la commande en boucle fermée de leurs déplacements et pour l’estimation de leurs paramètres d’état sont également présentées.
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This article presents the main conditions for the development of mobile robots, especially wheeled ones. The general concepts for the design and choice of hardware architectures for the locomotion systems are presented. The principles of kinematic and dynamic modeling of these systems are developed, and an analysis of their level of mobility and of the admissible family of paths is then proposed. The classical approaches of closed-loop motion control and state estimation are also described.
Auteur(s)
-
Faïz BenAmar : Professeur, Sorbonne Universités, UPMC Univ Paris 06, ISIR, CNRS UMR 7222, Paris, France
-
Christophe GRAND : Ingénieur de recherche, ONERA, Toulouse, France
INTRODUCTION
Au delà des applications industrielles classiques, les robots sont de plus en plus présents dans notre quotidien avec des grands domaines d’application tels que la médecine, l’agriculture, la sécurité ou l’assistance à domicile. Ces robots sont également de plus en plus mobiles, capables d’évoluer aussi bien dans des milieux aériens ou maritimes que terrestres. La robotique mobile terrestre occupe une place historique importante et notamment les robots mobiles à roues qui empruntent un mode de locomotion par roulement particulièrement efficace. Ces robots sont déjà utilisés dans le domaine industriel comme la logistique, en agriculture avec l’automatisation des tracteurs, dans le spatial et l’exploration planétaire, dans des tâches de sécurité telles que la surveillance de zone, ou encore pour des missions de recherche et de secours de victimes en cas de catastrophe naturelle ou industrielle. Ils ont également pris place depuis quelques années dans nos domiciles avec les robots aspirateurs ou tondeuses autonomes et plus récemment les robots de téléprésence. Et ils seront amenés à réaliser de plus en plus de tâches de manière autonome et le plus souvent en coopération avec d’autres robots ou des humains.
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MOTS-CLÉS
Commande conception robot mobile cinématique mobilité stabilisation de trajectoire suivi de chemin
KEYWORDS
Control | design | mobile robot | kinematics | mobility | trajectory control | path tracking
DOI (Digital Object Identifier)
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Conclusion
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4. Gestion des déplacements
Dans la mise en œuvre d’un système robotique mobile, la gestion de ses déplacements est une fonction essentielle, à la base de toute action autonome plus complexe. Elle se décompose généralement en trois sous-fonctions : la planification de mouvements, le contrôle d’exécution des mouvements et l’estimation d’état.
La planification de mouvements traite de la définition d’une trajectoire ou d’un chemin permettant au robot de réaliser une tâche dans son environnement qui peut être de rejoindre un point, d’explorer une zone ou encore de se coordonner avec un autre robot pour exécuter une action complexe. Dans le cas de la robotique mobile, il existe deux principaux types de problème de planification. Le premier est la définition d’un chemin permettant de rallier deux points, ou plus, représentés dans une carte modélisant un environnement avec des obstacles et considérant le robot modélisé par un objet géométrique représentant son empreinte au sol. Le deuxième est la génération de trajectoires compatibles avec la mobilité du robot qui peut conduire parfois à définir des trajectoires complexes à l’image de celle obtenue pour garer une voiture en créneau . Les solutions sont obtenues par des méthodes d’optimisation à base d’heuristiques ou par des approches stochastiques en considérant des critères de performance tels que la durée du parcours, son coût énergétique ou encore la stabilité sur des terrains accidentés. L’ouvrage donne une description détaillée des méthodes actuelles de planification.
L’exécution des mouvements concerne la génération des consignes de vitesse au niveau moteur nécessaires à la réalisation d’un mouvement opérationnel donné. Une première approche...
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BIBLIOGRAPHIE
-
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(5) - ALEXANDER (R.M.) - Principles of animal locomotion. - Princeton Univeristy Press, 2002.
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(6) - GABRIELLI (G.), VON KÁRMÁN (T.) - What...
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