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Enchaînements dynamiques de tâches pour des manipulateurs mobiles à roues

Padois, Vincent (2005) Enchaînements dynamiques de tâches pour des manipulateurs mobiles à roues. (Dynamic sequencing of tasks for wheeled mobile manipulators.)

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4.02 Mo

Abstract

La nature des missions qui sont aujourd'hui envisagées en Robotique suppose de plus en plus un espace de travail étendu du robot. Cette extension va de pair avec la combinaison de moyens de manipulation et de moyens de locomotion et c'est la raison d'être des manipulateurs mobiles. Parmi ces systèmes, qui prennent des formes diverses, nous distinguons les manipulateurs mobiles à roues qui sont la combinaison d'une plateforme à roues et d'un bras manipulateur. Ce mémoire présente notre contribution à l'étude de leur commande coordonnée (le système est vu comme un tout) au niveau opérationnel et plus particulièrement en vue de missions complexes qui nécessitent l'enchaînement dynamique de tâches de natures différentes : suivi de trajectoire, contrˆole d'effort. En nous basant sur la forme générique des modèles cinématiques de ces systèmes, nous avons développé un modèle dynamique unifié, directement exploitable pour les techniques de commande à couple calculé. Afin de tenir compte des contraintes secondaires intrinsèques à tout système robotique mais aussi des contraintes imposées par l'environnement (obstacles par exemple), nous proposons une structure de commande qui permet l'intégration des lois de commande opérationnelle tout en assurant, notamment grâce à l'exploitation de la redondance du système, le respect des différentes contraintes. Cette structure gère l'enchaînement dynamique des tâches à réaliser et permet, qu'elles soient planifiées ou générés en temps réel, l'adaptation des consignes pour la gestion des incertitudes sur la connaissance de l'environnement mais aussi sur le déroulement de la mission. L'approche proposée a été validée en simulation et expérimentalement sur le robot H2Bis+GT6A de l'équipe RIA du LAAS. ABSTRACT : Nowadays, robotics missions induce large workspaces of the robots. This extension explains the growing usage of mobile manipulators which are systems combining a mobile platform and means of manipulation. Among those systems that can take various shapes, we distinguish wheeled mobile manipulators which are systems combining a wheeled mobile platform and a manipulator arm. This PhD thesis report presents our contribution to the coordinated control of this kind of system, at an operational level, within the framework of complex missions execution based on the dynamic sequencing of tasks whose natures are different : motion, force. Using generic kinematics models of these systems, we have developed a unified dynamic model which can be used for control purpose (computed torque). We also propose a structure allowing the integration of operational control laws and ensuring the respect of secondary constraints inherent to the system or induced by the environment (obstacles for example). This structure manages the tasks sequencing and permits the reactive adaptation of the desired trajectories (that are planned or generated in real time) in order to handle uncertainties. This approach was validated in simulation but also using robot H2Bis+GT6A of the LAAS laboratory in Toulouse.

Department:Laboratoire Génie de Production - LGP (Tarbes, France)
Directeur de thèse:Fourquet, Jean-Yves and Chiron, Pascale
Uncontrolled Keywords:Manipulateurs mobiles à roues - Systèmes non holonomes et redondants - Modélisation - Commande opérationnelle cinématique et dynamique - Enchaînements dynamiques - Approche réactive. KEYWORDS : Wheeled mobile manipulators - Non holonomic and redundant systems - Modeling - Kinematic and dynamic operational control - Dynamic sequencing - Reactive approach
Subjects:Electrical engineering > Automation
Deposited On:30 October 2006

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