Mise En Oeuvre Dun Robot Humanoide Et Contribution A La Generation De Marches Dynamiques Optimales PDF Download

Are you looking for read ebook online? Search for your book and save it on your Kindle device, PC, phones or tablets. Download Mise En Oeuvre Dun Robot Humanoide Et Contribution A La Generation De Marches Dynamiques Optimales PDF full book. Access full book title Mise En Oeuvre Dun Robot Humanoide Et Contribution A La Generation De Marches Dynamiques Optimales.

Mise en oeuvre d'un robot humanoïde et contribution à la génération de marches dynamiques optimales

Mise en oeuvre d'un robot humanoïde et contribution à la génération de marches dynamiques optimales
Author: Julien Fatoux
Publisher:
Total Pages: 0
Release: 2014
Genre:
ISBN:

Download Mise en oeuvre d'un robot humanoïde et contribution à la génération de marches dynamiques optimales Book in PDF, ePub and Kindle

Le travail développé dans cette thèse a pour objectif la génération de trajectoires de marches dynamiques optimales qui puissent être validées sur une plateforme expérimentale.Le dispositif mis en oeuvre est le système locomoteur d'un robot humanoïde de petite taille (80cm pour 15kg) nommé Tidom. Ses caractéristiques mécaniques et son architecture de commande sont présentées dans le premier chapitre.Pour générer les trajectoires sur un pas de marche, nous avons utilisé une méthode d'optimisation paramétrique. Cette technique repose sur l'approximation des paramètres de configuration du mouvement par des fonctions splines de classe C3 constituées de polynômes de degré 4 raccordés en des instants équirépartis sur la durée du mouvement jusqu'aux suraccélérations. Les efforts de contact entre le pied balancé et le sol en phase bipodale sont également paramétrés par des fonctions splines, de classe C0. Les accélérations et les couples articulaires sont raccordés aux instants de transition entre les différentes phases du mouvement pour améliorer le contrôle et éviter la détérioration de la mécanique. Le vecteur des paramètres d'optimisation est ainsi composé des coordonnées articulaires aux points de jonction, des vitesses et accélérations aux extrémités des phases de la marche, des efforts de contact pied/sol en double appui auxquels s'ajoutent la longueur de pas et la durée de chaque phase. Il est à noter que la seule donnée d'une vitesse de marche permet d'engendrer un pas optimal cyclique.Plusieurs expérimentations présentées dans le dernier chapitre permettront à terme d'implémenter les trajectoires optimales sur le robot.


Contribution à la génération de mouvements dynamiques pour les robots humanoïdes et au dimensionnement de leurs actionneurs

Contribution à la génération de mouvements dynamiques pour les robots humanoïdes et au dimensionnement de leurs actionneurs
Author: Antoine Eon
Publisher:
Total Pages: 158
Release: 2009
Genre:
ISBN:

Download Contribution à la génération de mouvements dynamiques pour les robots humanoïdes et au dimensionnement de leurs actionneurs Book in PDF, ePub and Kindle

Le travail développé dans cette thèse porte sur l’étude et la génération de mouvements de marche et de saut pour les robots humanoïdes. Les outils conçus dans cette optique sont ensuite utilisés afin d'aider à leur dimensionnement. La première partie présente un outil de génération de mouvements pour le robot HRP2. L'assimilation du robot par un pendule inversé, couplée à un modèle de commande prédictive permet de calculer la trajectoire du centre de gravité. Une marche dynamique est synthétisée en résolvant le Modèle Géométrique Inverse. Les écarts de modélisation sont mis en avant à l'aide d'un modèle dynamique. Une solution est proposée permettant une correction efficace de ces écarts. Une méthode de résolution de l'hyperstatisme (phases de double-appui) basée sur une hypothèse de répartition est également proposée. Les trajectoires obtenues sont validées en termes de non-basculement, de performances (actionneurs) et de respect des lois de Coulomb. Enfin, des améliorations substantielles sont apportées au générateur de mouvements permettant le pilotage de quantités dynamiques. Dans une deuxième partie, les concepts précédemment construits sont utilisés pour générer des mouvements pour un humain virtuel défini à partir de données anthropométriques. En considérant un mouvement extrait par un procédé de capture de mouvement, une étude des performances (actionneurs) est menée pour une population d'humains virtuels de tailles et de masses différentes. L'impact de ces paramètres sur le frottement et la localisation du ZMP est mis en avant. Enfin, une base de mouvements jugés dimensionnants est utilisée pour choisir finement les actionneurs d’un robot de taille et de masse fixées.


Génération de mouvement en robotique mobile et humanoïde

Génération de mouvement en robotique mobile et humanoïde
Author: Guilhem Saurel
Publisher:
Total Pages: 126
Release: 2017
Genre:
ISBN:

Download Génération de mouvement en robotique mobile et humanoïde Book in PDF, ePub and Kindle

La génération de mouvements de locomotion en robotique mobile est étudiée dans le monde académique depuis plusieurs décennies. La théorie concernant la modélisation et le contrôle des robots à roues est largement mature. Cependant, la mise en œuvre effective de ces modèles dans des conditions réelles demande des études complémentaires. Dans cette thèse, nous présentons trois projets mettant en œuvre trois différents types de robots mobiles. Nous débutons dans chaque cas par une analyse sur les qualités recherchées d'un mouvement dans un contexte particulier, qu'il soit artistique ou industriel, et terminons par la présentation des architectures algorithmiques et logicielles mises en œuvre, notamment dans le cadre d'expositions de plusieurs mois, où le public est invité à partager l'espace d'évolution de robots. La réalisation de ces projets montre que certains choix technologiques semblant insignifiants au moment de la conception des robots sont déterminants dans les dernières étapes de la production. On peut extrapoler cette remarque depuis ces robots mobile à deux ou trois degrés de liberté vers des robots humanoïdes pouvant en avoir plusieurs dizaines. La stratégie classique qui consiste à concevoir, dans un premier temps, l'architecture mécatronique des robots humanoïdes, pour se poser ensuite la question de leur contrôle, atteint ses limites, comme le montrent par exemple la consommation énergétique et la difficulté d'obtenir des mouvements de marche dynamique sur ces robots, pourtant conçus dans le but de marcher. Dans une perspective globale de conception des robots marcheurs, nous proposons un système de codesign, où il est possible d'optimiser simultanément la conception mécanique et les contrôleurs d'un robot.


Contribution à la commande temps réel des robots marcheurs. Application aux stratégies d'évitement des chutes

Contribution à la commande temps réel des robots marcheurs. Application aux stratégies d'évitement des chutes
Author: Jérémy Gastebois
Publisher:
Total Pages: 0
Release: 2017
Genre:
ISBN:

Download Contribution à la commande temps réel des robots marcheurs. Application aux stratégies d'évitement des chutes Book in PDF, ePub and Kindle

Les grands robots marcheurs sont des systèmes mécatroniques poly-articulés complexes qui cristallisent la volonté des humains de conférer leurs capacités à des artefacts, l'une d'entre elle étant la locomotion bipède, et plus particulièrement la conservation de l'équilibre face à des perturbations extérieures. Cette thèse propose un stabilisateur postural ainsi que sa mise en œuvre sur le système locomoteur BIP 2000.Ce robot anthropomorphique possède quinze degrés de libertés actionnés par moteurs électriques et a reçu un nouvel automate ainsi que des variateurs industriels lors de la mise à jour réalisée dans le cadre de ces travaux. Un contrôleur a été conçu et implémenté en suivant les principes de la programmation orientée objet afin de fournir une modularité qui s'inspire de la symétrie naturelle des humanoïdes. Cet aspect a conduit à l'élaboration d'un ensemble d'outils mathématiques permettant de calculer l'ensemble des modèles d'un robot composé de sous-robots dont on connaîtrait déjà les modèles. Le contrôleur permet notamment à la machine de suivre des trajectoires calculées hors ligne par des algorithmes de génération de marches dynamiques ainsi que de tester le stabilisateur postural.Ce dernier consiste en un contrôle en position du robot physique par la consigne d'un robot virtuel de modèle dégradé, commandé en effort, soumis à des champs électrostatiques contraignant sa configuration articulaire. Les tests effectués ont permis de montrer la faisabilité de la méthode.


CONTRIBUTION A LA MODELISATION GEOMETRIQUE ET DYNAMIQUE D'UN ROBOT MARCHEUR BIPEDE AVEC GENERATION AUTOMATIQUE DES EQUATIONS DE LIAISONS

CONTRIBUTION A LA MODELISATION GEOMETRIQUE ET DYNAMIQUE D'UN ROBOT MARCHEUR BIPEDE AVEC GENERATION AUTOMATIQUE DES EQUATIONS DE LIAISONS
Author: ABDELLAH.. BOUANANI
Publisher:
Total Pages: 183
Release: 1991
Genre:
ISBN:

Download CONTRIBUTION A LA MODELISATION GEOMETRIQUE ET DYNAMIQUE D'UN ROBOT MARCHEUR BIPEDE AVEC GENERATION AUTOMATIQUE DES EQUATIONS DE LIAISONS Book in PDF, ePub and Kindle

LE TRAVAIL QUE NOUS PRESENTONS APPORTE UNE CONTRIBUTION NOUVELLE DANS LE DOMAINE DES ROBOTS MARCHEURS. OUTRE LA BIBLIOGRAPHIE EXHAUSTIVE, REALISEE CONCERNANT CE TYPE DE ROBOTS ET EN PARTICULIER LES BIPEDES, NOUS AVONS REALISE LES MODELISATIONS GEOMETRIQUES, CINEMATIQUE ET DYNAMIQUE D'UN ROBOT MARCHEUR BIPEDE A 5 CORPS DANS L'ESPACE QUI CONSTITUE UNE NOUVELLE ETAPE DANS LA COMPREHENSION DE LA MARCHE. LA MODELISATION DYNAMIQUE DE CE BIPEDE, S'APPUIE SUR LE FORMALISME DE NEWTON-EULER DANS LEQUEL, GRACE A UN PROCEDE MATHEMATIQUE, EST REALISE L'ELIMINATION DES EFFORTS INTERIEURS. POUR DECRIRE LA CHAINE CINEMATIQUE DU BIPEDE, ON UTILISE LES COORDONNEES CARTESIENNES INERTIELLES DU CENTRE DE MASSE, LES ANGLES D'EULER INERTIELS DE CHAQUE SOLIDE ET LES EQUATIONS DE LIAISONS ENTRE LES SOLIDES. ON DISTINGUE PARMI CES LIAISONS CELLES QUI SONT HOLONOMES ET CELLES QUI SONT NON HOLONOMES. NOUS AVONS DEVELOPPE DEUX LOGICIELS DE CALCUL SYMBOLIQUE, L'UN PERMETTANT L'OBTENTION AUTOMATIQUE DES EQUATIONS DE LIAISONS HOLONOMES POUR UNE CHAINE CINEMATIQUE ARTICULEE GENERALE ET EN PARTICULIER POUR LE BIPEDE, ET L'AUTRE PERMETTANT LE CALCUL AUTOMATIQUE D'UNE PARTIE DES EQUATIONS DYNAMIQUES. ENFIN, AUX MODELISATIONS GEOMETRIQUES ET CINEMATIQUES OBTENUES, EST ACCOMPAGNEE UNE SELECTION DE TRAJECTOIRES PLAUSIBLES DU BIPEDE SELON UN CRITERE DIT DANS LA LITTERATURE CRITERE DU ZMP, ET UNE ANIMATION DE CERTAINS MOUVEMENTS DE LA MARCHE


Analyse et commande d'un actionneur quasi-résonant

Analyse et commande d'un actionneur quasi-résonant
Author: Jean-Pierre Louboutin
Publisher:
Total Pages: 166
Release: 2002
Genre:
ISBN:

Download Analyse et commande d'un actionneur quasi-résonant Book in PDF, ePub and Kindle

La consommation énergétique des robots à pattes en régime dynamique rapide reste, de nos jours, un problème crucial. Dans bien des cas, en effet, l'augmentation des performances dynamiques d'un système détériore fortement ses performances énergétiques. L'approche ± roboticienneα couramment proposée pour tenter de résoudre ce dilemme consiste alors à élaborer des lois de commande - optimales ou non - nécessitant une formulation explicite du modèle dynamique du robot. De plus, le modèle de l'actionneur est souvent négligé car celui-ci est perçu comme un ± produit technologique α figé que l'on se procure sur étagère. C'est dans ce contexte que s'insère le travail présenté dans ce manuscrit. Après une mise en relief des aspects qui, de notre point de vue, limitent actuellement les performances dynamique et énergétique des robots à pattes en régime de fonctionnement rapide, le second chapitre mène à la proposition d'une ± approche actionneur α privilégiant d'une part, l'optimisation énergétique intrinsèque de la partie actionneur et, d'autre part, la modélisation numérique de l'ensemble de la partie mécanique de la structure. Cette approche numérique permet ainsi de s'affranchir de la détermination d'un modèle dynamique qui s'avère, dans bien des cas, éloigné de la réalité physique du système. Le troisième chapitre traite de la modélisation géométrique et des performances intrinsèques - i.e. sans commande - d'un actionneur quasi-résonant défini par l'association d'un mécanisme particulier et d'un moteur à courant continu. Après avoir mis en exergue les propriétés structurelles d'un tel actionneur au regard des autres familles d'actionneurs utilisés en robotique, le quatrième chapitre propose la mise en œuvre d'une commande dite symétrique exploitant la ± symétrie naturelle α du système et nécessitant uniquement la prise en compte du modèle géométrique de la partie mécanique de l'actionneur. Le phénomène de quasi-résonance est ainsi clairement mis en évidence et l'approche numérique est validée via un simulateur, défini au sein de notre travail, permettant d'interconnecter directement - avec la même syntaxe - la partie ± moteur / commande α et la partie mécanique de la structure de l'actionneur. L'intérêt de ce simulateur est double : il permet d'une part, de valider différentes commandes en prototypant le système dans son ensemble sans utiliser la modélisation dynamique du robot, et d'autre part, d'implémenter sans aucune modification ces commandes sur le prototype réel. Le cinquième chapitre exploite le principe de quasi-résonance défini et étudié dans ce manuscrit au travers des organes propulseurs d'un robot hybride. Suite à l'optimisation énergétique du mécanisme pantographique servant à la locomotion du robot, la commande symétrique est mise en œuvre sur la structure complète. Un ensemble de résultats obtenus avec l'approche actionneur et le simulateur numérique sont finalement donnés


Etude de la commande des mouvements dynamiques d'un robot humanoïde

Etude de la commande des mouvements dynamiques d'un robot humanoïde
Author: José Victor Nuñez Nalda
Publisher:
Total Pages: 284
Release: 2008
Genre:
ISBN:

Download Etude de la commande des mouvements dynamiques d'un robot humanoïde Book in PDF, ePub and Kindle

Cette thèse porte sur le contrôle des mouvements dynamiques pour les robots humanoïdes, particulièrement ceux qui incluent des phases de vol tel que le saut et la course. Basées sur une analyse des forces d'interaction entre le robot et le sol et de sa relation avec les conditions de maintien du pied plat au sol, caractérisé par le amp, nous avons déligné des principes pour une planification des mouvements assez générales qui considèrent le saut, la marche et la course. Cette approche de planification a été détaillé pour un mouvement du saut vertical pour étudier la réalisabilité de ce mouvement par le robot HRP-2. Une commande basée sur la technique des modes glissants et une planification de vitesse vertical des pieds réduite, par un redressement des jambes, nous a permis de vérifier en simulation, sous matlab et après sous open HRP, une réduction des forces d'impact à moins de 700 Nw ce qui montre que le saut vertical de HRP-2 était possible. Le contrôle de Posture Lagrangien (CPL), est aussi introduit. Cette méthode de contrôle général, considéré la stabilité du robot à travers des quantités globales qui résument d'une certaine façon le mouvement de tout le robot, c'est à dire les trajectoires du CoM et le momentum angulaire de tout le robot autour de son CoM. Le LPC permet une suivie des trajectoires asymptotiques pour les extrémités du robot qui ne sont pas en contact avec le sol ainsi que l'imposition des forces d'interaction désirées, à travers lesquelles il est possible de considérer des mouvements stables. La validité de notre approche a été démontrée en expérimentation sur le robot HRP-2 pour des mouvements dynamiques planaires.


Etablissement de critères analytiques pour la propulsion de systèmes marcheurs

Etablissement de critères analytiques pour la propulsion de systèmes marcheurs
Author: Anthony David
Publisher:
Total Pages: 173
Release: 2006
Genre:
ISBN:

Download Etablissement de critères analytiques pour la propulsion de systèmes marcheurs Book in PDF, ePub and Kindle

Les robots pouvant évoluer dans un environnement adapté à l'homme et devant interagir avec lui sont amenés à prendre une place importante dans le cadre du développement de notre société. Pour cela, la maîtrise de la conception et du contrôle de robots bipèdes, et en particulier de robots humanoïdes, est indispensable. Cependant, en l'état actuel des connaissances, les capacités des robots bipèdes existants sont encore loin d'égaler les capacités de l'être humain, et ce, à tous les niveaux. Ainsi, l'un des enjeux du développement de robots humanoïdes performants passe par la maîtrise de la locomotion, c'est-à-dire leur conférer la capacité de marcher et de courir à différentes allures tout en s'adaptant à leur environnement. Le travail de recherche mené dans le cadre de cette thèse s'intègre dans le cadre d'un programme de recherche regroupant plusieurs laboratoires français et portant sur la conception, la modélisation et la commande d'un robot bipède sous-actionné : Rabbit. Après une revue, non exhaustive, des travaux de recherche menés sur la génération d'allures de marche et de course pour des systèmes marcheurs bipèdes, nous présentons les premières notions permettant de caractériser la propulsion dynamique d'un système : la propulsion dynamique stable, le potentiel de propulsion et le potentiel de propulsion dynamique stable. Pour chacune de ces notions, nous présentons un critère analytique la représentant. Ainsi, la caractérisation de cette propulsion dynamique via des critères analytiques permet d'envisager la mise au point d'une stratégie de contrôle unifiée pour la génération d'allures de marche et de course dynamique pour des robots bipèdes. Dans l'objectif de déterminer la viabilité de cette approche, nous utilisons les premiers critères analytiques caractérisant la propulsion dynamique d'un système pour initier une allure de marche pour le robot Rabbit. Dans ce cadre, nous intégrons les spécificités des allures de marche ainsi que celle du robot.


Contribution à l'étude de la marche d'un bipède

Contribution à l'étude de la marche d'un bipède
Author: Sylvain Miossec
Publisher:
Total Pages: 246
Release: 2004
Genre:
ISBN:

Download Contribution à l'étude de la marche d'un bipède Book in PDF, ePub and Kindle

Ce travail est consacré à l’étude de la marche d’un robot bipède non actionné au niveau des chevilles. Les mouvements du robot sont réduits au plan sagittal. La spécificité de l’étude actuelle est la prise en compte d’une phase de double support sur actionnée, en plus de la phase de simple support sous-actionnée. Ce travail traite de trois points distincts. Il traite d'abord de l'étude de l'impact du pied libre au sol, dans les cas avec et sans pieds, dans la perspective de l'obtention d'un double support. Cette étude nous a amené à remettre en cause les hypothèses de l'impact dans le cas où des contacts ont déjà lieu au moment de l'impact. Il traite ensuite de la génération de mouvements de marche que nous avons posée rigoureusement sous la forme d'un problème d'optimisation avec une hiérarchisation de contraintes. Cette hiérarchisation de contraintes consiste en une suite de contraintes où une contrainte doit être vérifiées pour que les contraintes suivantes soient définies. Une adaptation de programmes d’optimisation existants a été développée afin de tenir compte des spécificités du problème de la génération de mouvements qui a été posé. Le calcul du gradient de manière analytique a également été développé afin d'améliorer le déroulement du processus d'optimisation. Enfin est étudié la stabilité des dynamiques de zéro avec la phase de double support sur-actionnée. Il est prouvé tout l’intérêt de cette phase sur actionnée pour améliorer la stabilité de la marche.


GENERATION DE TRAJECTOIRES DE MARCHE OPTIMALES POUR UN ROBOT BIPEDE

GENERATION DE TRAJECTOIRES DE MARCHE OPTIMALES POUR UN ROBOT BIPEDE
Author: Laurence Roussel
Publisher:
Total Pages: 135
Release: 1998
Genre:
ISBN:

Download GENERATION DE TRAJECTOIRES DE MARCHE OPTIMALES POUR UN ROBOT BIPEDE Book in PDF, ePub and Kindle

CE TRAVAIL DE THESE A POUR CADRE LA GENERATION DE TRAJECTOIRES DE MARCHE POUR UN ROBOT BIPEDE. LA MARCHE HUMAINE REPONDANT A DES CRITERES D'OPTIMALITE ENERGETIQUE, NOUS SOUHAITONS ETABLIR UNE MARCHE QUI MINIMISE LES DEPENSES D'ENERGIE DU ROBOT. CEPENDANT, LES PARTICULARITES DES ROBOTS MARCHEURS FONT QUE LES TECHNIQUES DE LA COMMANDE OPTIMALE SONT INOPERANTES POUR L'INSTANT. AVEC L'HYPOTHESE DES CORPS RIGIDES, LA MODELISATION D'UN CYCLE COMPLET DE MARCHE SE FAIT A PARTIR D'EQUATIONS ALGEBRO-DIFFERENTIELLES, RENDANT LA RESOLUTION ANALYTIQUE IMPOSSIBLE. C'EST POURQUOI NOUS AVONS REALISE LA GENERATION DE TRAJECTOIRES PAR OPTIMISATION NUMERIQUE EN CONSIDERANT UNE COMMANDE CONSTANTE PAR MORCEAUX. APRES AVOIR COMPARE DIFFERENTES METHODES DE PARAMETRISATION DE LA MARCHE A UNE METHODE SANS PARAMETRISATION SUR UNE PHASE DE LA MARCHE, NOUS AVONS ETENDU CETTE DERNIERE A UN CYCLE COMPLET. A PARTIR DES MARCHES OBTENUES, DES RESULTATS ENERGETIQUES ONT PU ETRE COMPARES A DES RESULTATS RELEVES SUR L'HOMME. LORS DE L'EXTENSION A UN CYCLE COMPLET DE MARCHE, L'ETUDE DE LA LITTERATURE SUR LA MODELISATION DES PHENOMENES DE CONTACT A MONTRE QUE LE PROBLEME N'ETAIT PAS ENCORE COMPLETEMENT RESOLUT A L'AIDE DES MODELES RIGIDES. L'INTRODUCTION DE MODELES COMPLIANTS NON LINEAIRES EST ALORS APPARU COMME UN MOYEN EFFICACE DE MODELISER LE CONTACT PIED/SOL EN GARANTISSANT UNE CONTINUITE DE LA DYNAMIQUE. CE MODELE A ETE COMPLETE PAR L'AJOUT D'UN MODELE DE FROTTEMENT DYNAMIQUE DANS LE SENS TANGENTIEL QUI GERE LE GLISSEMENT ET LE RECOLLAGE AUTOMATIQUEMENT.