Thèse de doctorat : Sciences et techniques : Metz : 2000. / 2000METZ004S. 79 ref.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Systèmes informatiques : Toulouse, INPT : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 82 réf.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Informatique : Toulouse, INPT : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 48 réf.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Automatique : Metz : 1995. / Titre provenant de l'écran-titre. Notes bibliographiques. Index.

Thèse de doctorat : Sciences appliquées : Metz : 1999. / 1999METZ002S. 60 REF.

L’autonomie d’un robot mobile autonome requiert la réalisation coordonnée de tâches de commande et de perception de l’environnement. Parmi celles-ci, la navigation joue un rôle de pivot dans l’interaction du robot avec son terrain d’évolution. Elle consiste en la détermination de trajectoires réalisables par le robot pour suivre un chemin préétabli, tout en assurant la non collision avec les obstacles, mobiles ou fixes. Pour effectuer cette tâche, notre approche s’appuie sur le modèle cinématique direct du véhicule pour générer des trajectoires admissibles par le robot. En premier lieu, une trajectoire de référence est construite à partir du chemin à suivre. Le problème de navigation est alors modélisé sous la forme d’un problème d’optimisation sous contraintes dont la fonction coût quantifie l’écart entre la trajectoire prédite du robot et la trajectoire de référence. Les obstacles sont intégrés sous forme de contraintes en pénalisant le critère, et sa minimisation détermine la commande optimale à appliquer. Cette navigation par commande prédictive nous permet d’anticiper les mouvements de contournement d’obstacles sur l’horizon de prédiction choisi, tout en gardant une certaine réactivité vis-à-vis de la dynamique des obstacles et du robot. En outre, l’utilisation de familles de trajectoires paramétrées permet de maitriser le comportement du véhicule. / Autonomous robots have to perform both control and perception tasks coordinately. Among these ones, the navigation task is a key in the interaction between the robot and its environment. It consists of determining the trajectories which the robot can follow in order to negotiate correctly around static and dynamic obstacles, assuming that it is programmed to map out its environment and situate itself within that environment. To perform this task, our approach rests on the direct kinematics model of the robot to generate admissible trajectories for the robot. Firstly, a reference trajectory is computed from the reference path provided by a path planer. Then the navigation task is modelized as an optimization under constraints problem, whose the cost function quantify the gap between the reference trajectory and the predicted trajectory of the robot. The obstacles are taken into account as constraints, and the minimization of the resulting cost function determinate the optimal control for the robot on a prediction horizon. This predictive navigation allows the robot to anticipate bi-pass movements on the chosen prediction horizon, Moreover, the behaviour of the robot is mastered by the use of parametered trajectories families.

La problématique de cette thèse réside dans le guidage automatique de robots mobiles évo- luant en milieu naturel Elle s attache plus particulièrement au suivi de trajectoire pour les véhicules roulant sur des sols présentant une adhérence faible avec comme cadre expérimental privilégié l application au guidage d engins agricoles par GPS Dans de telles conditions l hy- pothèse commune de roulement pur sans glissement ne peut s appliquer Les lois de commande reposant sur une telle hypothèse conduisent ici à une perte de précision inacceptable au regard de l application privilégiée L objectif est alors de proposer des algorithmes de commande per- mettant de conserver la précision du suivi de la trajectoire pour le véhicule quelles que soient les conditions d adhérence la configuration du terrain d évolution et la trajectoire de référence En premier lieu l obtention de modèles pertinents et exploitables est décrite Étant donné la complexité d extraction des paramètres nécessaires à une description dynamique du mouve- ment dans le cadre envisagé (en particulier ceux liés à la description du contact roue/sol) les points de vue dynamique ont été écartés En contrepartie deux modèles alternatifs qualifiés de "modèles cinématiques étendus" sont proposés Ceux-ci permettent de décrire de façon précise le comportement du véhicule - comprenant le phénomène de glissement - tout en réduisant à deux le nombre de paramètres devant être estimés en ligne En outre ces modèles préservent une description cinématique compatible avec des principes de commande bien maîtrisés Afin d exploiter ces modèles il est nécessaire de procéder à l estimation en ligne des para- mètres décrits précédemment Deux types d estimateur sont décrits dans ce mémoire Le premier repose sur un calcul direct des propriétés d adhérence (basé sur la diférence entre les sorties mesurées du processus et celles estimées par un modèle négligeant les glissements) Le second principe repose sur la notion d observateur Afin d appliquer cette notion au système envisagé la propriété de dualité entre commande et observation est exploitée pour construire un algorithme d observation robuste vis-à-vis des problèmes liés au système de mesure En s appuyant sur ces modèles étendus deux types de commande adaptative sont construits une loi de commande adaptative à modèle interne ainsi qu une loi de commande référencée observateur Celles-ci permettent de guider le véhicule avec une précision satisfaisante en régime permanent (conditions d adhérence lentement variables) tout en tirant parti des principes non linéaires développés dans le cas où l hypothèse de roulement sans glissement est acceptable Afin de conserver ce niveau de précision y compris durant les phases transitoires de courbure il est nécessaire de prendre en compte les retards actionneurs et inertiels - non négligeables pour les types de véhicule considérés Une loi de commande prédictive à modèle a été mise en place pour assurer l asservissement de courbure Utilisant un modèle de l actionneur celle-ci permet d anticiper les virages et par conséquent de limiter les dépassements durant ces périodes L ensemble des schémas de commande proposés dans ce mémoire a été testé au travers d ex- périmentations réelles sur un véhicule agricole (tracteur) en partenariat avec le constructeur de machines agricoles CLAAS Il apparaît alors qu avec le capteur utilisé (GPS centimétrique) l erreur de suivi est équivalente à la valeur obtenue dans le cas où l hypothèse de roulement sans glissement est applicable (±15cm) conforme aux attentes de l agriculture en matière d aide à la conduite.

Ce document définit et décrit, dans le cadre des systèmes dynamiques à temps continu, un phénomène de discontinuité entre l’espace des trajectoires d’état et l’espace des trajectoires des sorties. Ce phénomène, que nous appellerons singularité de saut, apparaît dans certains systèmes dynamiques alors même que les fonctions des équations différentielles qui en définissent l’évolution sont parfaitement lisses. La thèse analyse le lien entre cette propriété et la propriété de platitude différentielle. Outre la compréhension structurelle des systèmes concernés que la notion de singularité de saut apporte, la thèse souligne aussi les implications sur la formulation de certains problèmes de commande optimale. Plusieurs exemples viennent illustrer cette problématique, notamment celui du robot mobile à plusieurs roues orientables qui a été le point de départ de l’analyse.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Signal, image et acoustique : Toulouse, INPT : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 229 réf. Index.

Thèse doctorat : Informatique : Rennes 1 : 2006. / Bibliogr. p. [231]-241.