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| Author | : Julien Pelletier |
| Publisher | : |
| Total Pages | : 398 |
| Release | : 2005 |
| Genre | : |
| ISBN | : |
| Author | : Julien Pelletier |
| Publisher | : Omniscriptum |
| Total Pages | : 232 |
| Release | : 2018-02-28 |
| Genre | : |
| ISBN | : 9786131537943 |
Cette étude consiste à analyser le problème classique de suivi de chemin d'un robot mobile, plus particulièrement dans le contexte où le robot se déplace sur un sol à adhérence limitée. Nous modélisons d'abord la dynamique du robot et du sol. Deux modèles sont développés, le premier suppose un sol avec une adhérence idéale. Le second incorpore un modèle du sol qui tient en compte du glissement des roues et du glissement latéral. Nous étudions le comportement du robot mobile pour les deux modèles et nous montrons le bon fonctionnement d'un algorithme de suivi de chemin sur le modèle qui utilise un sol idéal. Par la suite nous montrons de quelle manière l'algorithme de suivi de chemin est perturbé lorsque le robot mobile se déplace sur un terrain où les glissements ne sont plus négligeables. Nous montrons ensuite qu'il est possible d'utiliser le modèle du sol pour développer un nouveau contrôleur dynamique, qui permettra d'obtenir un contrôle de suivi adéquat, mème lorsque le robot glisse sur un terrain à adhérence limitée. Finalement, nous démontrons par voies de simulation que le contrôleur développé fonctionne efficacement sur plusieurs types de sols naturels, enneigés et glacés.
| Author | : Pierre Lamon |
| Publisher | : Springer Science & Business Media |
| Total Pages | : 112 |
| Release | : 2008-04-25 |
| Genre | : Technology & Engineering |
| ISBN | : 3540782869 |
Rough terrain robotics is a fast evolving field of research and a lot of effort is deployed towards enabling a greater level of autonomy for outdoor vehicles. This book demonstrates how the accuracy of 3D position tracking can be improved by considering rover locomotion in rough terrain as a holistic problem. Although the selection of appropriate sensors is crucial to accurately track the rover’s position, it is not the only aspect to consider. Indeed, the use of an unadapted locomotion concept severely affects the signal to noise ratio of the sensors, which leads to poor motion estimates. In this work, a mechanical structure allowing smooth motion across obstacles with limited wheel slip is used. In particular, it enables the use of odometry and inertial sensors to improve the position estimation in rough terrain. A method for computing 3D motion increments based on the wheel encoders and chassis state sensors is developed. Because it accounts for the kinematics of the rover, this method provides better results than the standard approach. To further improve the accuracy of the position tracking and the rover’s climbing performance, a controller minimizing wheel slip is developed. The algorithm runs online and can be adapted to any kind of passive wheeled rover. Finally, sensor fusion using 3D-Odometry, inertial sensors and visual motion estimation based on stereovision is presented. The experimental results demonstrate how each sensor contributes to increase the accuracy and robustness of the 3D position estimation.
| Author | : Mohamed Larbi Krid |
| Publisher | : |
| Total Pages | : 147 |
| Release | : 2012 |
| Genre | : |
| ISBN | : |
La robotique d'intervention doit répondre au besoin constant d'aller toujours plus loin et plus vite. Dans ce cadre, les robots mobiles tout terrain seront soumis à de fortes sollicitations telles que les glissements, impactes et pertes de contact, qui peuvent les déstabiliser et compromettre leur mission. Cette thèse contribue à l'élaboration de commandes garantissant une qualité de suivi du chemin de référence et une certaine marge de stabilité vis-à-vis des risques de retournement. Aussi, la thèse propose un nouveau dispositif mécatronique actif permettant le contrôle du roulis du véhicule et l'augmentation des performances de mobilité, et en particulier la maîtrise de sa dynamique lors des virages. Les commandes développées sont basées sur des modèles physiques qui prennent en compte la dynamique du véhicule ainsi que les glissements aux interfaces roue-sol. Ces modèles font l'objet d'une validation et d'une identification à partir de résultats expérimentaux effectués sur le robot FAST-A (un des deux démonstrateurs du projet ANR-FAST). Ces modèles analytiques et ces résultats expérimentaux sont aussi comparés à un modèle de simulation complet à 16 ddl développé sous MD Adams, dans lequel les mécanismes de suspension, de direction et de traction, ainsi que les conditions de contact roue-sol sont représentés plus finement. Une première commande basée sur l'approche LQR a été utilisée pour le problème de suivi de chemin. Elle considère une dynamique linéaire du véhicule, ainsi qu'un modèle linéarisé de la cinématique du robot en relation avec sa trajectoire de référence. La commande s'appuie sur une optimisation des erreurs de suivi et des entrées du système. Les performances de cette commande ont été évaluées sur le simulateur Adams ainsi que sur le robot réel. Elles ont été aussi comparées à une seconde commande de type prédictive MPC. Grâce à sa capacité de prédiction et d'anticipation sur les futures changements des signaux de consigne, cette dernière basée sur l'approche non-linéaire généralisée et à temps continu (NCGPC) s'est avérée plus précise en terme de suivi de chemin et plus douce en terme de signal de commande. La méthode utilisée a été étendue à tout système MIMO ayant des nombres arbitraires d'entrées et de sorties. Enfin, nous avons développé une commande linéaire MPC du dispositif de roulis. Celle-ci s'appuie sur une optimisation sur un horizon de temps fini d'un certain critère composé d'un indice de stabilité et d'un indice de consommation énergétique du dispositif intégré. Le comportement obtenu s'apparente au comportement d'un pilote de moto qui se penche à l'intérieur du virage pour contrecarrer la force centrifuge. L'indice de stabilité utilisé est défini par le transfert de charge latéral entre les roues droites et gauches. Les résultats de simulation de ce dispositif sont très encourageants puisqu'on observe une réduction du transfert de charge d'à peu près 30%, donc une augmentation de la sécurité de l'appareil et enfin une gamme de vitesses plus large (à rayon de courbure constant). Le dispositif en question est en cours de montage sur la plateforme FAST-B (second démonstrateur du projet ANR-FAST) et sera testé en situation réelle durant les mois de mars et avril 2012
| Author | : Jorge Hermosillo Valadez |
| Publisher | : |
| Total Pages | : 176 |
| Release | : 2003 |
| Genre | : |
| ISBN | : |
Cette thèse s'attaque aux problèmes de planification et d'exécution de trajectoires pour un robot mobile à deux essieux de direction: nous appelons voiture Bi-guidable un véhicule capable d'orienter ses roues arrières en fonction de l'angle de direction avant. Les équations différentielles décrivant le système de commande de ce robot posent de nouveaux problèmes en planification et contrôle en robotique mobile. Cette thèse montre d'abord que la voiture Bi-guidable appartient à la classe des systèmes dits différentiellement plats, pour laquelle il est possible de trouver des solutions efficaces. Nous déterminons ensuite les transformations plates de la voiture Bi-guidable, principale difficulté à la synthèse de ces solutions. Nous validons enfin ces résultats théoriques par des expérimentations sur une voiture Bi-guidable réelle.
| Author | : Rémi Paulin |
| Publisher | : |
| Total Pages | : 0 |
| Release | : 2018 |
| Genre | : |
| ISBN | : |
Pour les robots mobiles autonomes conçus pour partager notre environnement, la sécurité et l'efficacité de leur trajectoire ne sont pas les seuls aspects à prendre en compte pour la planification de leur mouvement: ils doivent respecter des règles sociales afin de ne pas gêner les personnes environnantes. Dans un tel contexte social, la plupart des techniques de planification de mouvement actuelles s'appuient fortement sur le concept d'espaces sociaux; de tels espaces sociaux sont cependant difficiles à modéliser et ils sont d'une utilisation limitée dans le contexte d'interactions homme-robot où l'intrusion dans les espaces sociaux est nécessaire. Ce travail présente une nouvelle approche pour la planification de mouvements dans un contexte social qui permet de gérer des environnements complexes ainsi que des situation d'interaction homme-robot. Plus précisément, le concept d'attention est utilisé pour modéliser comment l'influence de l'environnement dans son ensemble affecte la manière dont le mouvement du robot est perçu par les personnes environnantes. Un nouveau modèle attentionnel est introduit qui estime comment nos ressources attentionnelles sont partagées entre les éléments saillants de notre environnement. Basé sur ce modèle, nous introduisons le concept de champ attentionnel. Un planificateur de mouvement est ensuite développé qui s'appuie sur le champ attentionnel afin de produire des mouvements socialement acceptables. Notre planificateur de mouvement est capable d'optimiser simultanément plusieurs objectifs tels que la sécurité, l'efficacité et le confort des mouvements. Les capacités de l'approche proposée sont illustrées sur plusieurs scénarios simulés dans lesquels le robot est assigné différentes tâches. Lorsque la tâche du robot consiste à naviguer dans l'environnement sans causer de distraction, notre approche produit des résultats prometteurs même dans des situations complexes. Aussi, lorsque la tâche consiste à attirer l'attention d'une personne en vue d'interagir avec elle, notre planificateur de mouvement est capable de choisir automatiquement une destination qui exprime au mieux son désir d'interagir, tout en produisant un mouvement sûr, efficace et confortable.
| Author | : ARTURO.. PRECIADORUIZ |
| Publisher | : |
| Total Pages | : |
| Release | : 1991 |
| Genre | : |
| ISBN | : |
CE TRAVAIL ABORDE TROIS SUJETS DIFFERENTS MAIS COMPLEMENTAIRES SUR LA ROBOTIQUE MOBILE. PREMIEREMENT, NOUS ABORDONS LA MODELISATION DE LA DYNAMIQUE D'UN VEHICULE QUI CONSTITUE UN ARCHETYPE DE ROBOT MOBILE. DEUX EQUATIONS NON LINEAIRES COUPLEES DU DEUXIEME ORDRE MODELISENT LE COMPORTEMENT DE LA VITESSE TANGENTIELLE ET DE LA VITESSE ANGULAIRE DU VEHICULE. UNE TROISIEME EQUATION, ELLE AUSSI NON LINEAIRE, EXPRIME UNE CONTRAINTE SUR LE DEPLACEMENT ET LES FORCES QUI EMPECHENT LE DERAPAGE DU VEHICULE. ENSUITE, NOUS ETUDIONS LE PROBLEME DE LA LOCALISATION DU VEHICULE DANS UN ENVIRONNEMENT POLYGONAL CONNU, A PARTIR DE L'INFORMATION FOURNIE PAR DES CAPTEURS A ULTRASONS. A CETTE FIN, NOUS UTILISONS UNE TECHNIQUE D'ESTIMATION OU LA SEULE HYPOTHESE SUR LA PERTURBATION AFFECTANT LES MESURES EST D'ETRE BORNEE AVEC BORNE CONNUE. OUTRE SON INTERPRETATION GEOMETRIQUE, CETTE TECHNIQUE A L'AVANTAGE DE POUVOIR REJETER LES INFORMATIONS REDONDANTES, ACCELERANT AINSI LA PROCEDURE D'ESTIMATION. D'AUTRE PART, ET AFIN DE METTRE EN CORRESPONDANCE LES OBSERVATIONS REALISEES PAR LES CAPTEURS ET LES OBSTACLES COMPOSANT L'ENVIRONNEMENT, NOUS REPRESENTONS CEUX-CI PAR DES CLASSES D'APPARTENANCE PLUTOT QUE DES SEGMENTS DE DROITE. CETTE REPRESENTATION S'AVERE TRES UTILE LORSQU'ON SOUHAITE PROPAGER UNE INCERTITUDE D'UN REPERE A L'AUTRE ET AFFECTER UNE OBSERVATION QUAND ELLE EST SUSCEPTIBLE D'APPARTENIR A PLUSIEURS CLASSES. LA DERNIERE PARTIE DE CE TRAVAIL EXPOSE UN SCHEMA DE COMMANDE POUR L'ASSERVISSEMENT DU VEHICULE AUTOUR D'UNE TRAJECTOIRE DE REFERENCE. NOUS PROPOSONS UNE LOI DE COMMANDE INSPIREE D'UNE LOI DE COMMANDE DE SUIVI DE PAROIS QUI DECOUPLE LE PROBLEME DE L'ASSERVISSEMENT LATERAL DU VEHICULE ET CELUI DE L'ASSERVISSEMENT LONGITUDINAL PAR RAPPORT A LA TRAJECTOIRE DESIREE. CECI PERMET D'AVOIR DEUX BOUCLES DE COMMANDE INDEPENDANTES POUR CORRIGER CHACUNE DE CES ERREURS
| Author | : Mathieu Deremetz |
| Publisher | : |
| Total Pages | : 0 |
| Release | : 2018 |
| Genre | : |
| ISBN | : |
Les problématiques de recherche abordées dans cette thèse concernent la conceptualisation, la modélisation et la commande générique des robots mobiles lors de leur évolution en milieux extérieurs et en présence de glissement pour des applications de suivi de précision. Ainsi, ce mémoire synthétise dans un premier temps les développements et résultats obtenus lors du suivi de trajectoire (localisation absolue), puis synthétise ensuite ceux obtenus lors de suivi de structure et de cible (localisation relative). Une dernière partie introduit un concept de plateforme robotique reconfigurable et sa commande associée pour adapter l'assiette et les dimensions du châssis en fonction de la topographie du terrain.Pour chaque application de suivi, ce mémoire présente un panel de lois de commande originales pour des robots différentiels, à un train et à deux trains directeurs. Chaque modalité de commande est présentée en quatre étapes : modélisation, estimation, commande et expérimentations. La première contribution majeure de la thèse concerne l'estimation du glissement. Cette dernière est adaptative et basée modèle. Elle intègre la modélisation cinématique étendue seule ou couplée à la modélisation dynamique du robot mobile pour assurer une estimation intègre quels que soient la vitesse, les phénomènes dynamiques rencontrés et la nature du sol. La seconde contribution majeure concerne le développement d'une stratégie de commande générique pour les robots mobiles. Cette stratégie est basée sur le principe de la commande en cascade (ou par backstepping) et est déclinée dans ce mémoire à travers un panel de lois de commande. Cette méthodologie de commande, lorsqu'elle est associée à l'observation du glissement précédent, permet d'obtenir des performances de suivi accrues quel que soit le contexte rencontré. L'ensemble des algorithmes ont été validés en simulation et/ou expérimentalement à l'aide de différentes plateformes robotiques en contextes réels.
| Author | : BENOIT.. THUILOT |
| Publisher | : |
| Total Pages | : 374 |
| Release | : 1995 |
| Genre | : |
| ISBN | : |
CETTE THESE ADRESSE LE PROBLEME SUIVANT: SOIT UN ROBOT MOBILE A ROUES EQUIPE DE CAPTEURS, SUPPOSES PARFAITS, RENVOYANT EN TEMPS REEL SA LOCALISATION. NOTRE OBJECTIF EST DE CONSTRUIRE DES LOIS DE COMMANDE PERMETTANT A CE SYSTEME DE SE DEPLACER DE FACON AUTONOME. NOUS AVONS DANS UN PREMIER TEMPS SUPPOSE QUE LES ROUES ROULENT SANS GLISSER SUR LE SOL. CECI EST REALISTE A VITESSE MODEREE ET SUR DES TERRAINS DE BONNE ADHERENCE. LES POSSIBILITES D'EVOLUTION DES ROBOTS ETANT ALORS CONTRAINTES, CES SYSTEMES SONT CLAIREMENT NON-HOLONOMES. LEUR MODELISATION EST DETAILLEE. ELLE MONTRE QUE, DANS L'OPTIQUE DE LA SYNTHESE DE LOIS DE COMMANDE, L'ENSEMBLE DES ROBOTS MOBILES A ROUES CONSTITUE 5 CLASSES D'EQUIVALENCE. LA POURSUITE D'UNE TRAJECTOIRE MOBILE ET LA STABILISATION SUR UNE CONFIGURATION DE REPOS SONT, POUR LES SYSTEMES NON-HOLONOMES, 2 PROBLEMES DISTINCTS. LES SOLUTIONS CLASSIQUES PEUVENT ETRE UTILISEES POUR 4 CLASSES DE ROBOTS. CELLE REGROUPANT LES ROBOTS EQUIPES DE PLUSIEURS ROUES COMMANDEES EN ORIENTATION ET EN ROTATION PRESENTE UNE DIFFICULTE: LE MODELE DE CES SYSTEMES COMPORTE DES SINGULARITES. NOUS AVONS CONSTRUIT, POUR LA POURSUITE, DES LOIS DE LINEARISATION PAR BOUCLAGE D'ETAT DYNAMIQUE, ET POUR LA STABILISATION, DES LOIS DE BOUCLAGE DE L'ETAT ET DU TEMPS, QUI GARANTISSENT QUE CES ROBOTS NE PASSENT PAS PAR LEURS SINGULARITES. ENFIN, POUR LA POURSUITE DE TRAJECTOIRES MOBILES SE TERMINANT PAR UNE CONFIGURATION DE REPOS, NOUS AVONS PROPOSE UN SCHEMA DE COMMANDE HYBRIDE EXPLOITANT CES LOIS. INDEPENDAMMENT, NOUS AVONS AUSSI ANALYSE LE TAUX DE CONVERGENCE DE BOUCLAGES DE L'ETAT ET DU TEMPS. AFIN D'ABORDER LA COMMANDE DE ROBOTS A DES VITESSES ELEVEES ET/OU AVEC UNE MAUVAISE ADHERENCE, NOUS AVONS DANS UN SECOND TEMPS RELACHE L'HYPOTHESE DE NON-GLISSEMENT. UNE SECONDE MODELISATION, EXPLOITANT LA DESCRIPTION DU CONTACT D'UN PNEUMATIQUE AVEC LE SOL, EST PROPOSEE. CELLE-CI ETANT INDEFINIE A VITESSE NULLE, SEULE LA POURSUITE D'UNE TRAJECTOIRE MOBILE EST ENVISAGEE. NOUS AVONS PROPOSE DES LOIS DE LINEARISATION PARTIELLE PAR BOUCLAGE D'ETAT STATIQUE, ET UN SCHEMA ADAPTATIF AFIN QU'ELLES SOIENT ROBUSTES POUR LES CONDITIONS D'ADHERENCE
| Author | : Alexander V. Nebylov |
| Publisher | : John Wiley & Sons |
| Total Pages | : 391 |
| Release | : 2016-08-01 |
| Genre | : Technology & Engineering |
| ISBN | : 1119163072 |
Compiled by leading authorities, Aerospace Navigation Systems is a compendium of chapters that present modern aircraft and spacecraft navigation methods based on up-to-date inertial, satellite, map matching and other guidance techniques. Ranging from the practical to the theoretical, this book covers navigational applications over a wide range of aerospace vehicles including aircraft, spacecraft and drones, both remotely controlled and operating as autonomous vehicles. It provides a comprehensive background of fundamental theory, the utilisation of newly-developed techniques, incorporates the most complex and advanced types of technical innovation currently available and presents a vision for future developments. Satellite Navigation Systems (SNS), long range navigation systems, short range navigation systems and navigational displays are introduced, and many other detailed topics include Radio Navigation Systems (RNS), Inertial Navigation Systems (INS), Homing Systems, Map Matching and other correlated-extremalsystems, and both optimal and sub-optimal filtering in integrated navigation systems.
