Commande conjuguée d'un robot mobile : modélisation dynamique et vision artificielle

Abstract

Ce memoire de these est le resultat d'un travail de recherche visant a approfondir l'etude du comportement dynamique d'un robot mobile a deux roues motrices dont les caracteristiques mecaniques sont proches de celles d'une petite automobile. Le modele que nous proposons repose sur l'application du principe fondamental de la dynamique et considere la plupart des caracteristiques mecaniques du robot mobile. Plus complet, ce modele remplace avantageusement le modele cinematique utilise habituellement en robotique mobile. Par ailleurs, sa formulation finale reste relativement simple ce qui permet son utilisation dans le cadre d'applications temps reel. Ce modele a ete ensuite mis a profit dans le cadre de deux applications differentes : la stabilisation de configurations fixes et la commande referencee vision. Concernant la stabilisation de configurations fixes, la solution originale que nous avons developpee consiste a appliquer au robot mobile trois consignes de position exprimees dans son propre repere et calculees a partir de la commande optimale bang-off-bang. Par ailleurs, la trajectoire suivie par le robot mobile a pu etre lissee en remplacant les arcs de cercle par des portions de clothoides. La seconde application repose sur l'utilisation du systeme de vision stereoscopique embarque sur le robot mobile. Ce dernier renseigne sur la distance et la direction de l'objet observe par rapport au robot mobile. La loi de commande par retour d'etat que nous avons concue, a pour objectif de maintenir le robot mobile face a l'objet observe et a une distance imposee de celui-ci