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Fiche détaillée Thèses
Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II (08/12/2009), Philippe Martinet (Dir.)
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Navigation de Robots Mobiles par Mémoire Sensorielle
Jonathan Courbon1

Ce travail de thèse présente un système complet de navigation pour un robot mobile fondé sur une représentation de l'environnement par une mémoire sensorielle. L'objectif de ces travaux est de faire se déplacer un robot d'un lieu à un autre le long de chemins parcourus lors d'une phase d'apprentissage. La structuration de la mémoire sensorielle, constituée de données clés acquises lors de cette phase initiale, est tout d'abord décrite. Nous proposons ensuite des lois de commande permettant le suivi d'une route sensorielle, c'est-à-dire une séquence d'images clés à atteindre successivement et permettant d'aller de l'image correspondant à la localisation initiale du robot à une image cible. Ces lois de commande, basées sur le formalisme de la commande référencée capteurs, prennent en compte les contraintes de déplacement des véhicules considérés: robots à roues non-holonomes et robots aériens de type quadrirotor. Dans le cadre de capteurs visuels omnidirectionels ou grand-angle, nous présentons une approche efficace pour la localisation initiale du robot ainsi que les outils permettant l'estimation de l'état du véhicule nécessaire pour alimenter les lois de commande proposées. Le système complet de navigation a été mis en oeuvre avec une attention particulière portée sur la conception du système de gestion de la mémoire sensorielle. Des applications sur plusieurs types de véhicules et avec des caméras grand-angle ont permis de valider notre approche.
1 :  LASMEA - Laboratoire des sciences et matériaux pour l'électronique et d'automatique
L
robotique mobile – navigation autonome – vision – mémoire sensorielle

This thesis is concerned with a complete navigation framework for mobile robots based on a representation of the environment as a sensory memory. The objective is to drive the robot from a place to another place along paths which have been travelled during a learning step. The memory structure, firstly detailled, is built from key images acquired during this teleoperated step. Given a target key image, the robot first localizes itself on the sensory memory and then a sensory route is extracted to reach the target image. Sensor-based control laws have been proposed for wheeled non-holonomic mobile robots and quadrotor aerial vehicles, taking into account the movement constraints of those robots. For omnidirectional or fisheye cameras, an efficient approach for initial localization has been proposed as well as tools to estimate the state of the vehicle required to compute the control laws outputs. The complete framework has been setup, with a particular attention to the memory management. Many applications on different robots and with different cameras validate our approach and show promising results.
mobile robot – autonomous navigation – vision – sensory memory

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