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Commande d'une Plate-Forme Multi-Manipulateurs Mobiles non Holonomes par Actions Réflexes / J. ALBARIC

Public ISBD Titre : Commande d'une Plate-Forme Multi-Manipulateurs Mobiles non Holonomes par Actions Réflexes Type de document : texte imprimé Auteurs : J. ALBARIC, Auteur Année de publication : 2002 Langues : Français (fre) Tags : COOPERATION  MANIPULATEUR MOBILE  ACTION REFLEXE  GENERATION DE MOUVEMENT  COOPERATION  MANIPULATEURS MOBILES  ACTION REFLEXE  GENERATION DE MOUVEMENT COMMAND OF A NON HOLONOMIC MOBILE MULTI-MANIPULATOR PLATEFORM THROUGH REFLEX ACTION  MOBILE MANIPULATOR  COOPERATION  REFLEX ACTION  MOTION PLANNING Index. décimale : THE Thèses de doctorat Résumé : Ce manuscrit présente une méthode de commande de coopération de deux manipulateurs mobiles non-holonomes. Nous présentons une commande basée sur le principe des actions réflexes, les Zones Virtuelles Déformables (ZVD). Sa géométrie est fonction de l'état généralisé du corps et ses déformations sont dues aux interactions avec l'environnement. L'approche de la ZVD consiste à minimiser la déformation en modifiant localement le vecteur de commande. Cette méthode a été étendue à la génération de mouvement, et nous proposons un algorithme qui consiste à augmenter le vecteur de déformation entre le but et la position courante. Un principe identique a également été appliqué à la commande en effort. Nous augmentons le vecteur de déformation entre les forces désirées et les forces réelles. Nous proposons une extension d'une architecture de type maître-esclave bien connue des simples manipulateurs, à la coopération de multiples manipulateurs mobiles. La trajectoire de l'objet transporté donne celle du maître, et nous en déduisons le mouvement de l'esclave. Pour résoudre le conflit entre génération de mouvement et commande en effort, nous avons intégré une loi de commande hybride. Nous décrivons la conception d'une flotte de manipulateurs mobiles non-holonomes. Cette conception a permis de mettre en valeur les problèmes liés à la robotique comme la perception, les actionneurs, l'autonomie, l'infrastructure logicielle, et l'identification. Une architecture matérielle originale est présentée. This thesis deals with the cooperation problem of two non holomic mobile manipulators. We present a command based on reactive behavior, the Deformable Virtual Zone. The DVZ principle supposes that the robot is surrounded by a Deformable Virtual Zone, which geometry depends on the body generalized coordinates and which deformations are due to the interaction with the environment. The DVZ approach consists in minimizing these deformations by locally modifying the control vector. For the motion planning problem, we have extended this method and we propose an algorithm consisting in augmenting the deformation vector with the differences goal and current positions. For the force control problem, the principle remains identical. We again augment the deformation vector with the differences between desired forces and real forces. The coordination method we propose for non holonomic mobile manipulators is an extension of the leader-follower architecture well known for simple manipulators. The object trajectory induces the leader trajectory and the follower motion is deduced from the leader trajectory. In order to solve the conflict between motion planning control and force control, we integrate an hybrid control law. We describe the design of a fleet of non-holonomic mobile manipulators. This design made it possible to emphasize the problems involved in robotics like perception, the actuators, autonomy, the software infrastructure, and the identification. An original material architecture is presented. Directeur(s) de thèse : ZAPATA R. Président du jury : JOUVENCEL B. Rapporteur(s) : MARTINET P.;M'SIRDI N. Examinateur(s) : DAUCHEZ P.;SEGOVIA A. Date de soutenance : 19/11/2002 Commande d'une Plate-Forme Multi-Manipulateurs Mobiles non Holonomes par Actions Réflexes [texte imprimé] / J. ALBARIC, Auteur . - 2002. Langues : Français (fre) Tags : COOPERATION  MANIPULATEUR MOBILE  ACTION REFLEXE  GENERATION DE MOUVEMENT  COOPERATION  MANIPULATEURS MOBILES  ACTION REFLEXE  GENERATION DE MOUVEMENT COMMAND OF A NON HOLONOMIC MOBILE MULTI-MANIPULATOR PLATEFORM THROUGH REFLEX ACTION  MOBILE MANIPULATOR  COOPERATION  REFLEX ACTION  MOTION PLANNING Index. décimale : THE Thèses de doctorat Résumé : Ce manuscrit présente une méthode de commande de coopération de deux manipulateurs mobiles non-holonomes. Nous présentons une commande basée sur le principe des actions réflexes, les Zones Virtuelles Déformables (ZVD). Sa géométrie est fonction de l'état généralisé du corps et ses déformations sont dues aux interactions avec l'environnement. L'approche de la ZVD consiste à minimiser la déformation en modifiant localement le vecteur de commande. Cette méthode a été étendue à la génération de mouvement, et nous proposons un algorithme qui consiste à augmenter le vecteur de déformation entre le but et la position courante. Un principe identique a également été appliqué à la commande en effort. Nous augmentons le vecteur de déformation entre les forces désirées et les forces réelles. Nous proposons une extension d'une architecture de type maître-esclave bien connue des simples manipulateurs, à la coopération de multiples manipulateurs mobiles. La trajectoire de l'objet transporté donne celle du maître, et nous en déduisons le mouvement de l'esclave. Pour résoudre le conflit entre génération de mouvement et commande en effort, nous avons intégré une loi de commande hybride. Nous décrivons la conception d'une flotte de manipulateurs mobiles non-holonomes. Cette conception a permis de mettre en valeur les problèmes liés à la robotique comme la perception, les actionneurs, l'autonomie, l'infrastructure logicielle, et l'identification. Une architecture matérielle originale est présentée. This thesis deals with the cooperation problem of two non holomic mobile manipulators. We present a command based on reactive behavior, the Deformable Virtual Zone. The DVZ principle supposes that the robot is surrounded by a Deformable Virtual Zone, which geometry depends on the body generalized coordinates and which deformations are due to the interaction with the environment. The DVZ approach consists in minimizing these deformations by locally modifying the control vector. For the motion planning problem, we have extended this method and we propose an algorithm consisting in augmenting the deformation vector with the differences goal and current positions. For the force control problem, the principle remains identical. We again augment the deformation vector with the differences between desired forces and real forces. The coordination method we propose for non holonomic mobile manipulators is an extension of the leader-follower architecture well known for simple manipulators. The object trajectory induces the leader trajectory and the follower motion is deduced from the leader trajectory. In order to solve the conflict between motion planning control and force control, we integrate an hybrid control law. We describe the design of a fleet of non-holonomic mobile manipulators. This design made it possible to emphasize the problems involved in robotics like perception, the actuators, autonomy, the software infrastructure, and the identification. An original material architecture is presented. Directeur(s) de thèse : ZAPATA R. Président du jury : JOUVENCEL B. Rapporteur(s) : MARTINET P.;M'SIRDI N. Examinateur(s) : DAUCHEZ P.;SEGOVIA A. Date de soutenance : 19/11/2002

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THE-02 / 7470	Papier	THESES	ROBOTIQUE		Disponible

Contribution à la Planification de Mouvements en Robotique : Approches Probabilistes et Approches Déterministes / A. SANCHEZLOPEZ

Public ISBD Titre : Contribution à la Planification de Mouvements en Robotique : Approches Probabilistes et Approches Déterministes Type de document : texte imprimé Auteurs : A. SANCHEZLOPEZ, Auteur Année de publication : 2003 Langues : Français (fre) Tags : PLANIFICATION DE MOUVEMENT  METHODES PROBABILISTES  METHODES DETERMINISTES  PLANIFICATION DE MOUVEMENT  METHODES PROBABILISTES  METHODES DETERMINISTES  ECHANTILLONNAGE DETERMINISTE CONTRIBUTION TO MOTION PLANNING IN ROBOTICS: PROBABILISTIC AND DETERMINISTIC APPROACHES  MOTION PLANNING  PROBABILISTIC METHODS  DETERMINISTIC METHODS  DETERMINISTIC SAMPLING  GENIE INFORMATIQUE, AUTOMATIQUE ET TRAITEMENT DU SIGNAL Index. décimale : THE Thèses de doctorat Résumé : Cette thèse présente une étude approfondie sur la comparaison entre l' échantillonnage aléatoire et l'échantillonnage déterministe dans le contexte de la planification de mouvement en robotique. Une tendance récente dans la planification de mouvement a été le développement des planificateurs aléatoires. Ces planificateurs sont plus efficaces que leurs homologues algébriques et ils peuvent résoudre des problèmes avec beaucoup de degrés de liberté, mais aux dépens de la complétude. Ils ne reposent plus sur une construction préalable d'une représentation exacte ou approchée de l'espace des configurations, mais cherchent à capturer la connectivité de l'espace libre par un graphe. L'approche lazy PRM présentée au troisième chapitre minimise les appels aux test de collision afin de réduire le temps de calcul. L'échantillonnage aléatoire échantillonne l'espace d'une manière uniforme en produisant de nombreuses pseudo-aléatoires. Ce type d'échantillonnage produit souvent des amas de points, ce qui nous a mené à proposer des méthodes d'échantillonnages déterministes. En effet, les suites déterministes satisfont d'autres mesures d'uniformité (par exemple, la discrépance et la dispersion), elles sont détaillées dans le chapitre 4. La substitution de l'échantillonnage aléatoire par l'échantillonnage déterministe offre des avantages pratiques et théoriques. La structure régulière de voisinage des règles de réseau a conduit à d'autres avantages de performance dans le contexte de l'évaluation paresseuse de collisions. Ces résultats permettent d'envisager une évolution possible vers des techniques déterministes offrant les avantages des méthodes probabilistes, mais vérifiant une forme de complétude approchée, plus forte que la complétude probabiliste. Une analyse des performances est également présentée à travers différents exemples de problèmes de planification de mouvement. This work presents a deep study on the comparison between random sampling and deterministic sampling in the motion planning context in robotics. A recent trend in motion planning has been the development of randomized planners. These planners are more efficient than their algebraic counterparts and can handle large degree of freedom problems, but at expense of completeness. They are not based on a previous construction of an exact or approximated representation of the configuration space, but they try to capture the connectivity of the free space by a graph. Most of the work relative to probabilistic methods is dedicated to learning problems. The lazy PRM approach presented in the third chapter minimizes the number of collision checks in order to reduce the running time. Random sampling approach splits the space in a uniform way by producing pseudo-random numbers. This type of samples often produces clusters on points, which carried us out to propose deterministic sampling methods. Indeed, the deterministic sequences satisfy other measures of uniformity (for example, discrepancy and dispersion), which are detailed in chapter 4. The replacement of random sampling by deterministic sampling offers practical and theoretical advantages. The regular neighbourhood structure of lattices leads to other advantages of performance in the lazy collision checking context. These results allow us to anticipate a possible evolution towards deterministic techniques offering the advantages of the probabilistic completeness. An analysis of the performances is also presented through various examples of motion planning problems. Directeur(s) de thèse : ZAPATA R. Président du jury : JOUVENCEL B. Rapporteur(s) : MAZER E.;SIMEON T. Examinateur(s) : FERBER J. Date de soutenance : 15/07/2003 Contribution à la Planification de Mouvements en Robotique : Approches Probabilistes et Approches Déterministes [texte imprimé] / A. SANCHEZLOPEZ, Auteur . - 2003. Langues : Français (fre) Tags : PLANIFICATION DE MOUVEMENT  METHODES PROBABILISTES  METHODES DETERMINISTES  PLANIFICATION DE MOUVEMENT  METHODES PROBABILISTES  METHODES DETERMINISTES  ECHANTILLONNAGE DETERMINISTE CONTRIBUTION TO MOTION PLANNING IN ROBOTICS: PROBABILISTIC AND DETERMINISTIC APPROACHES  MOTION PLANNING  PROBABILISTIC METHODS  DETERMINISTIC METHODS  DETERMINISTIC SAMPLING  GENIE INFORMATIQUE, AUTOMATIQUE ET TRAITEMENT DU SIGNAL Index. décimale : THE Thèses de doctorat Résumé : Cette thèse présente une étude approfondie sur la comparaison entre l' échantillonnage aléatoire et l'échantillonnage déterministe dans le contexte de la planification de mouvement en robotique. Une tendance récente dans la planification de mouvement a été le développement des planificateurs aléatoires. Ces planificateurs sont plus efficaces que leurs homologues algébriques et ils peuvent résoudre des problèmes avec beaucoup de degrés de liberté, mais aux dépens de la complétude. Ils ne reposent plus sur une construction préalable d'une représentation exacte ou approchée de l'espace des configurations, mais cherchent à capturer la connectivité de l'espace libre par un graphe. L'approche lazy PRM présentée au troisième chapitre minimise les appels aux test de collision afin de réduire le temps de calcul. L'échantillonnage aléatoire échantillonne l'espace d'une manière uniforme en produisant de nombreuses pseudo-aléatoires. Ce type d'échantillonnage produit souvent des amas de points, ce qui nous a mené à proposer des méthodes d'échantillonnages déterministes. En effet, les suites déterministes satisfont d'autres mesures d'uniformité (par exemple, la discrépance et la dispersion), elles sont détaillées dans le chapitre 4. La substitution de l'échantillonnage aléatoire par l'échantillonnage déterministe offre des avantages pratiques et théoriques. La structure régulière de voisinage des règles de réseau a conduit à d'autres avantages de performance dans le contexte de l'évaluation paresseuse de collisions. Ces résultats permettent d'envisager une évolution possible vers des techniques déterministes offrant les avantages des méthodes probabilistes, mais vérifiant une forme de complétude approchée, plus forte que la complétude probabiliste. Une analyse des performances est également présentée à travers différents exemples de problèmes de planification de mouvement. This work presents a deep study on the comparison between random sampling and deterministic sampling in the motion planning context in robotics. A recent trend in motion planning has been the development of randomized planners. These planners are more efficient than their algebraic counterparts and can handle large degree of freedom problems, but at expense of completeness. They are not based on a previous construction of an exact or approximated representation of the configuration space, but they try to capture the connectivity of the free space by a graph. Most of the work relative to probabilistic methods is dedicated to learning problems. The lazy PRM approach presented in the third chapter minimizes the number of collision checks in order to reduce the running time. Random sampling approach splits the space in a uniform way by producing pseudo-random numbers. This type of samples often produces clusters on points, which carried us out to propose deterministic sampling methods. Indeed, the deterministic sequences satisfy other measures of uniformity (for example, discrepancy and dispersion), which are detailed in chapter 4. The replacement of random sampling by deterministic sampling offers practical and theoretical advantages. The regular neighbourhood structure of lattices leads to other advantages of performance in the lazy collision checking context. These results allow us to anticipate a possible evolution towards deterministic techniques offering the advantages of the probabilistic completeness. An analysis of the performances is also presented through various examples of motion planning problems. Directeur(s) de thèse : ZAPATA R. Président du jury : JOUVENCEL B. Rapporteur(s) : MAZER E.;SIMEON T. Examinateur(s) : FERBER J. Date de soutenance : 15/07/2003

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THE-03 / 9697	Papier	THESES	NON CLASSES		Disponible

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Planification et Re-Planification de Mouvements Sûrs pour les Robots Humanoïdes / Sébastien LENGAGNE

Public ISBD Titre : Planification et Re-Planification de Mouvements Sûrs pour les Robots Humanoïdes Type de document : texte imprimé Auteurs : Sébastien LENGAGNE, Auteur Année de publication : 2009 Langues : Français (fre) Tags : ROBOTS HUMANOIDES  PLANIFICATION DE MOUVEMENTS  RE-PLANIFICATION DE MOUVEMENTS  VALIDITE DES CONTRAINTES  ANALYSE PAR INTERVALLES  OPTIMISATION  SOUS-ENSEMBLES FAISABLES PLANNING AND RE-PLANNING OF SAFE MOTIONS FOR HUMANOID ROBOTS  HUMANOID ROBOTS  MOTION PLANNING  MOTION RE-PLANNING  CONSTRAINTS VALIDITY  INTERVAL ANALYSIS  OPTIMIZATION  FEASABLE SUB-SETS. Index. décimale : THE Thèses de doctorat Résumé : Ces travaux de thèse traitent de la génération de mouvements optimaux pour les robots humanoïdes. La plupart des méthodes de génération de mouvements sont inspirées de celles utilisées pour les robots manipulateurs. Elles se basent sur l'utilisation d'un algorithme d'optimisation qui nécessite une paramétrisation du mouvement ainsi qu'une discrétisation temporelle des contraintes définissant les limites physiques du robot. Nous montrons qu'une discrétisation faite à partir d'une grille temporelle peut compromettre la sécurité et l'intégrité des robots. De ce fait, nous proposons une nouvelle méthode de discrétisation garantie qui calcule les extrema des contraintes sur des intervalles de temps couvrant toute la durée du mouvement. Cette méthode de discrétisation pour le calcul des contraintes, nécessite un temps de calcul important. Nous avons, donc, développé une méthode hybride qui assure la validité des contraintes pour des temps de calcul comparables à celui des méthodes classiques. Cette méthode nous permet ainsi de générer une base de données de mouvements que nous avons utilisée lors d'une expérimentation de suivi de cible mobile. Nous sommes, donc, en mesure de générer un mouvement optimal parfaitement adapté à une configuration de l'environnement. Cependant, aucune méthode ne dispose d'un temps de calcul qui permette de réagir rapidement à une modification de l'environnement. Par conséquent, nous présentons une méthode de re-planification qui permet de générer un nouveau mouvement à partir d'un mouvement optimal calculé précédemment. Pour cela, nous calculons, hors-ligne, un sous-ensemble faisable autour des paramètres du mouvement qui vérifient les limites du robot. La re-planification consiste, alors, à chercher, en ligne, dans ce sous-ensemble les paramètres qui satisfont la nouvelle configuration de l'environnement. Nous avons testé la méthode de re-planification avec un mouvement de coup de pied où la position de la balle varie et nous obtenons un mouvement adapté en 1.5 s de temps de calcul. These works deal with the computation of optimal motions for the humanoid robots. Most of the motion planning methods come from the motion planning of the manipulator robots. They rely on optimization algorithms which need a motion parametrization and a time-discretization of the constraints that define the physical limits of the robot. We show that a time-grid discretization is hazardous for the safety and the integrity of the robot. That is why, we propose a new method for the guaranteed discretization that computes the extrema of the constraints over time-interval that covers the whole motion duration. This method of discretization is time consuming. Thus, we developped a hybrid method that ensures the constraint validity within the same range of time of the state-of-the-art methods. With this method, we created a database of motions to follow a moving target. Consequently, we can generate an optimal motion that fits to the environment. However, there is no method which is fast enough to compute a new motion adapted to a new environment. Thus, we present a re-planning method that produces a new motion from a previous one. To do it, we compute, offline, a feasable sub-set around the motion that respects the constraint validity. The re-planning process consists in finding, in this sub-set, a new motion that is adapted to the new environment. We tested this re-planning method with a kicking motion where the position of the ball changes and we are able to find and adapted motion within 1.5s of CPU-time. Directeur(s) de thèse : FRAISSE P. Co-directeur(s) de thèse : RAMDANI N. Rapporteur(s) : JAULIN L.;SOUERES P. Examinateur(s) : GUIRAUD D.;BEN OUEZDOU F. Date de soutenance : 21/10/2009 Planification et Re-Planification de Mouvements Sûrs pour les Robots Humanoïdes [texte imprimé] / Sébastien LENGAGNE, Auteur . - 2009. Langues : Français (fre) Tags : ROBOTS HUMANOIDES  PLANIFICATION DE MOUVEMENTS  RE-PLANIFICATION DE MOUVEMENTS  VALIDITE DES CONTRAINTES  ANALYSE PAR INTERVALLES  OPTIMISATION  SOUS-ENSEMBLES FAISABLES PLANNING AND RE-PLANNING OF SAFE MOTIONS FOR HUMANOID ROBOTS  HUMANOID ROBOTS  MOTION PLANNING  MOTION RE-PLANNING  CONSTRAINTS VALIDITY  INTERVAL ANALYSIS  OPTIMIZATION  FEASABLE SUB-SETS. Index. décimale : THE Thèses de doctorat Résumé : Ces travaux de thèse traitent de la génération de mouvements optimaux pour les robots humanoïdes. La plupart des méthodes de génération de mouvements sont inspirées de celles utilisées pour les robots manipulateurs. Elles se basent sur l'utilisation d'un algorithme d'optimisation qui nécessite une paramétrisation du mouvement ainsi qu'une discrétisation temporelle des contraintes définissant les limites physiques du robot. Nous montrons qu'une discrétisation faite à partir d'une grille temporelle peut compromettre la sécurité et l'intégrité des robots. De ce fait, nous proposons une nouvelle méthode de discrétisation garantie qui calcule les extrema des contraintes sur des intervalles de temps couvrant toute la durée du mouvement. Cette méthode de discrétisation pour le calcul des contraintes, nécessite un temps de calcul important. Nous avons, donc, développé une méthode hybride qui assure la validité des contraintes pour des temps de calcul comparables à celui des méthodes classiques. Cette méthode nous permet ainsi de générer une base de données de mouvements que nous avons utilisée lors d'une expérimentation de suivi de cible mobile. Nous sommes, donc, en mesure de générer un mouvement optimal parfaitement adapté à une configuration de l'environnement. Cependant, aucune méthode ne dispose d'un temps de calcul qui permette de réagir rapidement à une modification de l'environnement. Par conséquent, nous présentons une méthode de re-planification qui permet de générer un nouveau mouvement à partir d'un mouvement optimal calculé précédemment. Pour cela, nous calculons, hors-ligne, un sous-ensemble faisable autour des paramètres du mouvement qui vérifient les limites du robot. La re-planification consiste, alors, à chercher, en ligne, dans ce sous-ensemble les paramètres qui satisfont la nouvelle configuration de l'environnement. Nous avons testé la méthode de re-planification avec un mouvement de coup de pied où la position de la balle varie et nous obtenons un mouvement adapté en 1.5 s de temps de calcul. These works deal with the computation of optimal motions for the humanoid robots. Most of the motion planning methods come from the motion planning of the manipulator robots. They rely on optimization algorithms which need a motion parametrization and a time-discretization of the constraints that define the physical limits of the robot. We show that a time-grid discretization is hazardous for the safety and the integrity of the robot. That is why, we propose a new method for the guaranteed discretization that computes the extrema of the constraints over time-interval that covers the whole motion duration. This method of discretization is time consuming. Thus, we developped a hybrid method that ensures the constraint validity within the same range of time of the state-of-the-art methods. With this method, we created a database of motions to follow a moving target. Consequently, we can generate an optimal motion that fits to the environment. However, there is no method which is fast enough to compute a new motion adapted to a new environment. Thus, we present a re-planning method that produces a new motion from a previous one. To do it, we compute, offline, a feasable sub-set around the motion that respects the constraint validity. The re-planning process consists in finding, in this sub-set, a new motion that is adapted to the new environment. We tested this re-planning method with a kicking motion where the position of the ball changes and we are able to find and adapted motion within 1.5s of CPU-time. Directeur(s) de thèse : FRAISSE P. Co-directeur(s) de thèse : RAMDANI N. Rapporteur(s) : JAULIN L.;SOUERES P. Examinateur(s) : GUIRAUD D.;BEN OUEZDOU F. Date de soutenance : 21/10/2009

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THE-09 / 13760	Non renseigné	THESES	NON CLASSES		Disponible