Contribution à la modélisation et à l'identification des interfaces haptiques

Abstract

Cette these est le resultat d’un travail de collaboration entre le CEA et l’IRCCyN. Elle traite de la modelisation et de l’identification des parametres dynamiques des interfaces haptiques a transmission par câble. Une interface peut etre consideree comme un robot maitre a base fixe dont l’organe terminal est manipule par un operateur qui agit sur un monde simule (realite virtuelle) ou sur un monde reel (teleoperation). La connaissance du modele dynamique est importante car il permet de calculer le torseur dynamique de l’interface qui fausse son rendu haptique, c'est-a-dire sa capacite a transmettre a l’operateur le torseur des efforts d’interaction des objets manipules avec l’environnement virtuel ou reel (qualite de transparence). Une premiere demarche a consiste a adapter les methodes de modelisation et d’identification des robots rigides et a flexibilites localisees aux interfaces haptiques. L’identification utilise le modele dynamique inverse et les moindres carres lineaires avec les mesures des couples et positions articulaires. La validation est realisee sur une interface a 1 degre de liberte et a 3 DDL. Pour eviter la mesure et la derivation des positions, une deuxieme approche originale qui n’utilise que la mesure du couple est proposee. Elle est basee sur une simulation du robot en boucle fermee utilisant le modele dynamique direct. Les parametres identifies minimisent l’erreur quadratique moyenne entre le couple mesure et le couple simule. Il s’agit d’un probleme de moindres carres non lineaires dont la solution se simplifie tres significativement en exprimant le couple simule par le MDI. Cette methode a ete validee experimentalement sur le bras un axe du CEA et sur le SCARA de l’IRCCyN