Un système incrémental pour la fusion multi-capteurs pour un robot mobile

Abstract

Pour reussir une tâche precise, un robot mobile doit obtenir des informations sur son environnement. Pour cette raison, il utilise des capteurs specifiques. Malheureusement, la plupart d'entre eux donnent individuellement des informations insuffisantes, imprecises et eventuellement erronees. Nous avons choisi de developper certaines methodes permettant de combiner les informations provenant de capteurs differents, et ainsi d'augmenter leur precision. Cette classe de methodes est appelee fusion multi-capteurs. Le formalisme adopte est fonde sur le filtre de Kalman etendu. Il permet de prendre en compte les incertitudes qui sont associees aux mesures. Afin de reduire le cout informatique, il est necessaire de rechercher des representations minimales, a la fois pour l'environnement du robot (forme de segments verticaux, horizontaux et obliques) et pour la position/orientation de celui-ci (representation exponentielle des rotations 3D). Le resultat de cette etude est la mise au point d'un mecanisme incremental, utilisant un systeme de vision trinoculaire et une ceinture de 24 capteurs ultrasonores, permettant d'une part d'ameliorer l'environnement du robot, et d'autre part de maintenir celui-ci aussi proche que possible de sa position/orientation reelle. Ce dernier point est rendu possible par l'utilisation d'algorithmes non iteratifs d'estimation du mouvement (utilisant la representation des rotations sous la forme de quaternion unitaire) et par une formulation explicite de la relation entre le mouvement reel du robot et le mouvement imaginaire de la scene.