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Le Flécher, Emile. Coordination des mouvements d'un système mobile bi-bras pour la réalisation de tâches complexes de navigation et de manipulation dans un environnement fortement dynamique

Le Flécher, Emile (2020). Coordination des mouvements d'un système mobile bi-bras pour la réalisation de tâches complexes de navigation et de manipulation dans un environnement fortement dynamique.

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Résumé en francais

Cette thèse explore le développement de solutions innovantes pour automatiser les tâches de navigation et de manipulation dans le contexte agricole et plus particulièrement dans les vergers. Les tâches concernées varient de l'analyse au traitement ou encore au ramassage de fruits. Cet environnement introduit de nombreuses contraintes. D'abord, le robot naviguant entre des rangées d'arbres, ne peut se localiser précisément via un signal GNSS du fait de la canopée. La navigation reposera donc sur des mesures effectuées par des capteurs embarqués tels que des encodeurs, des caméras ou des scanners laser. Ensuite, l'environnement étudié est naturel et donc dynamique : mouvement des feuilles ou des fruits dans les arbres, variabilité due aux saisons, etc. De ce fait les méthodes classiques de modélisation, de localisation et de planification métriques nécessitent des mises à jours très régulières et sont ainsi très coûteuses en temps de calcul. C'est pourquoi, cette thèse vise à développer des stratégies de commande basées sur des asservissements par retour de sortie moins sensibles à l'évolution de l'environnement. Ce manuscrit s'articule en deux parties. La première est consacrée à la navigation et présente une stratégie complète adaptée aux spécificités des vergers. Des lois de commande référencées capteurs ont notamment été synthétisées afin de réaliser des demi-tours de différentes formes. Elles ont été validées en simulation puis dans un cadre expérimental. La seconde partie du manuscrit s'intéresse à la manipulation. Une stratégie de commande référencée vision a été synthétisée pour contrôler les mouvements d'un système multi-bras et multi-caméras. Cette stratégie, basée sur les techniques de commande prédictive, permet de prendre en compte les différentes contraintes et de gérer les problèmes de collision. Cette approche a été analysée en simulation et les performances obtenues apparaissent très intéressantes dans l'optique d'une mise en œuvre réelle. Enfin, la dernière partie du manuscrit récapitule les principales contributions effectuées et met en exergue les pistes restant encore à explorer.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Cadenat, Viviane
Durand-Petiteville, Adrien
Ecole doctorale:Systèmes
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes (LAAS) - CNRS
Mots-clés libres :Robotique agricole - Navigation - Manipulation - Commande référencée capteurs - Commande visuelle prédictive
Sujets :Sciences de l'ingénieur
Déposé le :02 Jul 2020 11:27