Navigation autonome en environnement dynamique : une approche par déformation de trajectoire

Vivien Delsart 1
1 E-MOTION - Geometry and Probability for Motion and Action
Inria Grenoble - Rhône-Alpes, LIG - Laboratoire d'Informatique de Grenoble
Résumé : Cette thèse aborde le problème de navigation d'un système robotique en environnement dynamique et incertain. Plus particulièrement, elle s'intéresse à la détermination du mouvement pour un robot, permettant de rejoindre une position donnée tout en assurant sa propre sécurité et celle des différents agents qui l'entourent. Entre approches délibératives - consistant à déterminer à priori un mouvement complet vers le but - et approches réactives - calculant au cours de la navigation un mouvement à suivre à chaque instant - ont émergé les approches de déformation de mouvement, combinant à la fois une planification de mouvement globale avec un évitement d'obstacles réactif local. Leur principe est simple : un chemin complet jusqu'au but est calculé à priori et fourni au système robotique. Au cours de l'exécution, la partie du mouvement restant être exécutée est déformée continuellement en réponse aux informations sur l'environnement récupérées par les capteurs. Le système peut ainsi modifier son parcours en fonction du déplacement d'obstacles ou de l'imprécision et l'incomplétude de sa connaissance de l'environnement. La plupart des approches de déformations existantes se contentaient de modifier uniquement le chemin géométrique suivi par le robot. Nous proposons alors d'étendre les travaux précédents à une déformation de trajectoire modifiant le mouvement suivi à la fois dans l'espace et dans le temps. Pour ce faire, nous proposons de raisonner sur le futur en utilisant une estimation du comportement futur des obstacles mobiles. En éloignant la trajectoire suivie par le robot du modèle prévisionnel du comportement des obstacles, il est ainsi possible d'anticiper leur mouvement. La trajectoire déformée étant modifiée arbitrairement dans l'espace et dans le temps, l'une des principales difficultés de cette approche consiste à maintenir le respect des contraintes sur le mouvement du robot le long de cette trajectoire et sa convergence vers le but. Une approche de génération de trajectoire avec contrainte sur le temps final a été développée dans ce but. En discrétisant la trajectoire déformée en une séquence d'états-temps successifs, le générateur de trajectoires permet de vérifier si un mouvement faisable existe entre chaque triplé d'états-temps de la trajectoire déformée, et dans le cas contraire de la modifier localement afin de restaurer sa faisabilité. Les approches de déformation et de génération de trajectoire proposées ont été illustrées en simulation puis quelques expérimentations ont été réalisées sur une chaise roulante automatisée.
Type de document :
Thèse
Automatique / Robotique. Université de Grenoble, 2010. Français
Liste complète des métadonnées

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00592259
Contributeur : Vivien Delsart <>
Soumis le : mercredi 11 mai 2011 - 17:57:00
Dernière modification le : jeudi 11 octobre 2018 - 08:48:02
Document(s) archivé(s) le : vendredi 12 août 2011 - 02:53:29

Identifiants

  • HAL Id : tel-00592259, version 1

Collections

Citation

Vivien Delsart. Navigation autonome en environnement dynamique : une approche par déformation de trajectoire. Automatique / Robotique. Université de Grenoble, 2010. Français. 〈tel-00592259〉

Partager

Métriques

Consultations de la notice

613

Téléchargements de fichiers

3388