Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article traite des problèmes de localisation et cartographie simultanées (SLAM en anglais : Simultaneous Localization And Mapping) dans un contexte multirobot. Dès lors que plusieurs robots agissent ensemble dans un même environnement, diverses questions se posent : comment localiser les robots ? Doit-on utiliser un système centralisé ? Quelles informations échanger entre robots ? La première partie de l'article est une vue d'ensemble des principaux systèmes de localisation et cartographie existants. La seconde traite des spécifications des systèmes multirobots et des stratégies de déploiement. La troisième partie présente les principales approches de SLAM multirobots avant d'illustrer l'article avec quelques exemples d'applications industrielles.
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This article deals with simultaneous localization and mapping in a multirobot context. As soon as several robots interact together in the same environment, several questions may arise: what localization strategy? Should we use a centralized system? What data are exchanged between robots? The first part of this article is an overview of the main localization and mapping systems. The second section deals with specification of multirobot systems and deployment policies. The third part presents the most widely used approaches for multirobot localization and mapping. The article ends with illustrations of industrial applications.
Auteur(s)
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Philippe LUCIDARME : Maître de conférences - Laboratoire Angevin de recherche en ingénierie des systèmes (LARIS), Université d'Angers, Angers, France
-
Olivier SIMONIN : Professeur des universités - Laboratoire CITI-Inria, INSA de Lyon, Université de Lyon, France
INTRODUCTION
Déployer des robots autonomes dans un environnement inconnu ou partiellement détruit est un défi majeur de nos sociétés : les sites sensibles ou dangereux pour l'homme en sont une bonne illustration. Cet article s’intéresse à une problématique centrale de ce défi, à savoir la capacité de robots mobiles à explorer et construire de façon autonome une carte d'un environnement inconnu. L'article est organisé en trois parties. Dans un premier temps, nous présentons la fonction de SLAM (Simultaneous Localization And Mapping – Cartographie et localisation simultanées), qui permet de générer une carte à partir de la fusion des données perçues par le(s) robot(s). Puis nous introduisons le contexte multirobot en considérant, d'une part, les prérequis en communication et organisation des traitements au sein d'une flotte et, d'autre part, les aspects stratégies de déploiement, qui permettent d'assurer une couverture efficace et coordonnée de l'environnement. À partir de ces éléments, nous présentons dans un troisième temps les différentes techniques permettant de réaliser un SLAM multirobot. L'article se termine par un ensemble d'illustrations dans le cadre d'applications du SLAM multirobot en contexte industriel ou académique.
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KEYWORDS
communication | SLAM | Mobile robotics | Coordination | Mapping
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Rappel sur le SLAM monorobot
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5. Conclusion
Aujourd'hui le SLAM multirobot vise à être étendu à des environnements plus complexes, en particulier des environnements dynamiques, par exemple en présence d'humains, ou avec des éléments mobiles dans l'environnement nécessitant une mise à jour régulière de la carte construite.
L'autre enjeu important dans les années à venir sera l'extension à la cartographie 3D multirobot par l'utilisation de caméra 3D et de robots hétérogènes, comme des drones en support de robots terrestres. Des travaux récents menés aux États-Unis ont démontré la possibilité de coordonner des flottes importantes de drones en utilisant une localisation avec équipement du site .
À plus long terme, le dernier enjeu sera davantage politique que technique. Nous pourrions imaginer la création d'un standard qui permettrait à des robots de natures différentes d'échanger des informations essentielles sur leur environnement. À l'image des réseaux informatiques où Ethernet s'est imposé comme un standard. En robotique, ces informations iraient bien au-delà d'un simple protocole de communication. Il s'agirait de transmettre des informations sur la cartographie, d'éventuels changements de l'environnement, etc. Mais avant que les robots ne parlent le même langage, ce sera aux concepteurs et principaux fabricants de s'accorder.
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HUANG (J.), MILLMAN (D.) and al - Efficient, generalized indoor WiFi GraphSLAM - IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), page 1038-1043 (2011).
-
(2) - ZHEYUAN (L.), ZHENCHENG (H.), UCHIMURA (K.) - SLAM Estimation in Dynamic Outdoor Environments : A Review - Intelligent Robotics and Applications. Lecture Notes in Computer Science, volume 5928, pp. 255-267 (2009).
-
(3) - TORME (P.), GYORGU (A.) and al - A Markov-Chain Monte Carlo Approach to Simultaneous Localization and Mapping - Pages 852-859 (2003).
-
(4) - EL HAMZAOUI (O.), ESPINO (J.C.), STEUX (B.) - Autonomous Navigation and Mapping with CoreSLAM - Recent Advances in Robotics and Automation. Studies in Computational Intelligence, volume 480, pp. 91-101 (2013).
-
(5) - BAUTIN (A.), LUCIDARME (P.), GUYONNEAU (R.), SIMONIN (O.), LAGRANGE (S.), DELANOUE (N.), CHARPILLET (F.) - Cart-O-matic project : autonomous and collaborative multi-robot localization, exploration and mapping - IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 2013),...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
STACHNISS Cyrill, FRESE Udo, GRISETTI Giorgio OpenSLAM. Site internet regroupant et comparant des implémentations logicielles de la plupart des techniques de SLAM.
Open Source Robotics Foundation Robot Operating System (ROS). Outils et bibliothèques pour la robotique incluant notamment plusieurs implémentations de SLAM.
LUCIDARME Philippe, Cart-O-matic, Page du consortium Cart-O-matic ayant participé au défi CAROTTE.
http://5lair.free.fr/Projects/Cartomatic/index.html
HAUT DE PAGE
ERMAKOV Vladimir, WOODWARD Mark, AUGENBRAUN Joe, Localization and mapping system and method for a robotic device, Brevet numéro US8483881B2, Septembre 2005.
LUCIDARME Philippe et LAGRANGE Sébastien. Generation of map data. Slam-o-matic (Slam algorithm based on global search of local minima). Brevet numéro FR1155625 et US2014142891, Juin 2011.
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