La robotique mobile & les différentes méthodes de navigation pour un robot mobile Robotiq methd nav

Embed Size (px)

Text of La robotique mobile & les différentes méthodes de navigation pour un robot mobile Robotiq methd...

  1. 1. 2013 REPUBLIQUEALGERIENNEDEMOCRATIQUEETPOPULAIREREPUBLIQUEALGERIENNEDEMOCRATIQUEETPOPULAIRE MinistredelEnseignementetdelaRechercheScientifiqueMinistredelEnseignementetdelaRechercheScientifique Universitd'OranUniversitd'Oran Ralis par:Ralis par: LAOUICI ZinebLAOUICI Zineb
  2. 2. Plan:
  3. 3. 2 Introduction: Le pouvoir de ltre humain de faciliter son vie ,ainsi son incapacit de raliser diffrentes missions cause de leurs difficults ou leurs influence sur sa sant les poussent dcouvrir et dvelopper des techniques compense tous a . La robotique cest lun de ces domaines.
  4. 4. 3 Dfinition de la robotique : La robotique cest l'ensemble des techniques permettant la conception et la ralisation des robots. Cest un domaine pluridisciplinaire qui implique l'intgration de : AutomatiqueAutomatique InformatiqueInformatique McaniqueMcanique Robotique
  5. 5. 4 Lvolution de la robotique : La robotique ne sest pas faite subitement. Elle est pass par des tapes pour arriver ltat actuelle. Les premires machines navaient aucune intelligence et se caractrisent par leurs norme taille . Elles sont conu pour rponde au besoin de lindustrie . Et quant elles sont bases sur des lois de la mcanique simples , ni programme ni autre machine sont ncessaire pour les contrler ,cest lhomme qui se charge de le faire. Et comme tous les autres domaines le dveloppement du cot matriel force et stimule lvolution du cot logiciel, lapparition des premiers circuits lectroniques offrent la possibilit de programmer les composants des machines, ce qui a contribu faire apparaitre les premiers robots.
  6. 6. 5 Lvolution de la robotique : Les nouveaux besoins de ltre humain ont fait voluer la robotique. Et par consquence, la robotique avance est apparaitre, cest la o on introduit la notion de la mobilit du robot. La robotique mobile trouve des domaines dapplications plus vastes et plus varis. Aprs, la robotique de service il apparaitre afin de faciliter la vie de ltre humain. La forme la plus volue des robots concerne les robots personnels qui sont appels aussi humanode . Leur principe consiste simuler le comportement de ltre humain et sa faon de penser ,en dautre terme simuler lintelligence de ltre humain
  7. 7. 3 Dfinition d'un robot : Un robot est une machine quipe de capacits de perception, de dcision et daction qui le permettent dagir de manire autonome dans son environnement en fonction de la perception assur par leurs capteurs. PerceptionPerception DcisionDcision ActionAction En robotique, on distingue deux principaux types : les robots manipulateurs et les robots mobiles.
  8. 8. 4 1. Les robots manipulateurs: Des robots ont une base fixe afin de raliser une tche prcise ou rptitive. Par exemple : les robots industriels et les robots pour l'assistance mdicale. 2. Les robots mobiles: Sont des robots capables de se dplacer dans son environnement, les robots mobiles roues constituent le gros des robots mobiles car ils sont plus simples raliser que les autres types. . Par exemple : les robots explorateurs, robots de Service, robots ludiques.
  9. 9. 5 1- Capteurs: Les capteurs ont pour fonction dacqurir des donnes provenant de lenvironnement. Un robot mobile est constitu de composantes matrielles et logicielles. Parmi ces composantes on retrouve les capteurs, les actionneurs et une source d'nergie. Les composants d'un robot : 2- Actionneurs: Un robot mobile est quip dactionneurs afin quil puisse bouger lintrieur de son environnement et interagir avec celui-ci (moteurs, roue, bras, jambes, pinces).
  10. 10. Capteurs 6 Proprioceptifs Extroceptifs fournissent des informations sur ltat du robot lui-mme (capteur de position (GPS), capteur de vitesse des roues,,,) fournissent des informations sur ltat du robot lui-mme (capteur de position (GPS), capteur de vitesse des roues,,,) Cap de dplacementCap de dplacement Cap dattitudeCap dattitude TlmtriqueTlmtrique Systmes de visionSystmes de vision Odomtrie Radar Doppler Gyroscope Capt ultrasons Capt laser Strovision Capt Triangula- Tion active Fournissent des informations sur l'tat de l'environnement (capteur de temprature, tlmtre (RADAR, LIDAR), boussole, dtecteur de chaleur/lumire, ). Fournissent des informations sur l'tat de l'environnement (capteur de temprature, tlmtre (RADAR, LIDAR), boussole, dtecteur de chaleur/lumire, ).
  11. 11. une plateforme est holonome si le nombre de degr de libert contrlable est gal au nombre total de degr de libert c.--d. les actions imaginables sont ralisables. une plateforme est holonome si le nombre de degr de libert contrlable est gal au nombre total de degr de libert c.--d. les actions imaginables sont ralisables. Bases mobiles terrestres: Plateforme Plateforme Holonome. Plateforme diffrentielle. Plateforme omnidirectionnelle Plateforme non holonome. Plateforme patte. Plateforme Holonome. Plateforme diffrentielle. Plateforme omnidirectionnelle Plateforme non holonome. Plateforme patte. Elles possdent 2 roues commandes indpendamment avec une ou plusieurs roues qui sont ajoutes pour assurer la stabilit de robot. Il suffit de spcifier les vitesses des deux roues. , le robot peut tourner sur place par une joue avec les vitesses des roues, ce qui le rend comme un robot holonome. Elles possdent 2 roues commandes indpendamment avec une ou plusieurs roues qui sont ajoutes pour assurer la stabilit de robot. Il suffit de spcifier les vitesses des deux roues. , le robot peut tourner sur place par une joue avec les vitesses des roues, ce qui le rend comme un robot holonome. permettent de dcoupler de manire plus nette le contrle de la rotation et de la translation dun robot et sont donc quasiment holonomes. Il existe diffrents types de plateformes omnidirectionnelles. Parmi lesquelles on peut citer orientable, sudoises permettent de dcoupler de manire plus nette le contrle de la rotation et de la translation dun robot et sont donc quasiment holonomes. Il existe diffrents types de plateformes omnidirectionnelles. Parmi lesquelles on peut citer orientable, sudoises Ces plates-formes sont toutefois plus difficile commander car elles ne peuvent pas tourner sur place et doivent manuvrer, ce qui peut tre difficile dans des environnements encombrs. Ces plates-formes sont toutefois plus difficile commander car elles ne peuvent pas tourner sur place et doivent manuvrer, ce qui peut tre difficile dans des environnements encombrs. ces plates-formes peuvent avoir deux, quatre ou six pattes. Ces derniers sont relativement pratiques car le robot peut tre en quilibre permanent sur au moins 3 pattes, ce qui facilite le contrle. Les plates- formes deux ou quatre pattes sont plus complexes commander, ce qui les rend en gnral relativement lentes. ces plates-formes peuvent avoir deux, quatre ou six pattes. Ces derniers sont relativement pratiques car le robot peut tre en quilibre permanent sur au moins 3 pattes, ce qui facilite le contrle. Les plates- formes deux ou quatre pattes sont plus complexes commander, ce qui les rend en gnral relativement lentes. 7
  12. 12. 8 Les robots mobiles sont dvelopps essentiellement dans le but deffectuer des tches diffrentes , la navigation est considre comme tche de base car la russite de nimporte quelle mission exige le bon droulement de la navigation. La navigation : Problmatique: Quelles sont les actions ou les mouvements gnrer par le robot pour atteindre son but en vitant lensemble des obstacles ? Comment on peut rendre le robot mobile autonome et intelligent?
  13. 13. 8 La navigation des robots mobile trouver un mouvement dans lespace des configurations sans collisions, Ce mouvement amne le robot dune configuration initiale q0 = q(t0) a une configuration finale qf = q(tf ). Il existe nanmoins une trs grande varit de mthodes permettant daborder ce problme difficile. La navigation d'un robot mobile:
  14. 14. 9 Les Stratgies de navigation : Les Stratgies de navigation Permettent un robot mobile de se dplacer pour rejoindre un but, raliser une mission ou une tche. Approche dun objet: cette capacit de base permet de se diriger vers un objet visible depuis la position courante du robot. Cette stratgie est locale o elle tait applique uniquement quand le but est visible. Elle utilise des actions rflexes dans lesquelles chaque perception est directement associe une action.
  15. 15. 10 Les Stratgies de navigation : Guidage : Cette stratgie permet datteindre un but qui nest pas directement visible, mais qui est caractris par un ensemble dobjets remarquables, ou amers, qui lentourent. Elle utilise galement des actions rflexes et ralise une navigation locale qui requiert que les amers caractrisant le but soient visibles.
  16. 16. 11 Les Stratgies de navigation : Actions associ un lieu : cest la premire stratgie ralisant une navigation globale, atteindre un but qui nest pas visible et mme les amers qui caractrisent son emplacement sont invisibles. Elle requiert une reprsentation interne de lenvironnement qui consiste dfinir des lieux comme des zones de lespace dans lesquelles les perceptions restent similaires, et associer une action effectuer chacun de ces lieux. Lenchanement de ces actions associes dfinit une route vert le but.
  17. 17. 12 Les Stratgies de navigation : Navigation topologique : Cette capacit est une extension de la prcdente qui mmorise dans le modle interne les relations spatiales entre les diffrents lieux. Ces relations indiquent la possibilit de se dplacer dun lieu un autre, mais ne sont plus associes un but particulier. Le modle interne est un graphe qui permet de calculer diffrents chemins entre deux lieux arbitraires. Ce modle ne permet toutefois que la planification de dplacements parmi les lieux connus et suivant les chemins connus.
  18. 18. 13 Les Stratgies de navigation : Navigation mtrique : Cette stratgie est une extension de la prcdente car elle permet au robot de