Fondation d'un planificateur robotique intégrant le symbolique et le géométrique - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2004

Fondation d'un planificateur robotique intégrant le symbolique et le géométrique

Résumé

In this thesis report, we address the problem of planning for robotic systems by facing its full complexity : we take into account geometric, kinematic and symbolic constraints. For instance, we are interested in problems where several mobile manipulators robots have to manipulate and assemble objects in a constrained environment. Whereas task planning and motion planning have been solved independently so far, we propose to consider these problems as a whole and to combine specific techniques in a single planner. To reach this goal, we introduce a new search space and propose original search algorithms. This work has been validated through the development of a system called "aSyMov" and we report some encouraging results on complex problems. The report consists in five main chapters. First we describe state-of-the-art motion planning methods. Then a new search space and new search techniques are introduced to generalize and combine the previous algorithms. This is followed by a summary of the most recent techniques in task planning and by the description of an original way to bind geometric and symbolic domains. Then we turn to the presentation of the architecture and the algorithms of our planner. ASyMov is a forward search planner in the state space. A state in aSyMov actually stands for all the possible geometric instances defined by a given set of symbolic facts. At each step of the search, the chosen action is validated through a procedure carefully designed to reduce the number of geometric instances to check. This is achieved by triggering back-propagation of geometric constraints only for geometric actions. A strong advantage of our solution is the possibility to interwine the learning of the environment topology (through motion planning techniques) and the search of a solution. Finally we show several problems solved by aSyMov: these original examples necessitate to consider both geometric and symbolic aspects and thus illustrate the strength of our co ntribution.
Les travaux présentés dans cette thèse portent sur la planification de tâches pour des systèmes robotiques qui prennent en compte des contraintes géométriques, cinématiques et symboliques. Nous souhaitons notamment traiter des problèmes nécessitant la manipulation et l'assemblage d'objets par plusieurs robots mobiles manipulateurs dans un environnement contraint. Dans le cadre de cette thèse nous avons développé un planificateur nommé "aSyMov" qui offre un cadre innovant pour combiner les techniques issues de la planification de mouvements et de la planification de tâches. Dans un premier temps nous faisons un état de l'art des techniques de la planification de mouvements. Puis une nouvelle représentation de l'espace de recherche et de nouvelles techniques de planifications seront développées afin de généraliser et de combiner les algorithmes décrits dans l'état de l'art. Dans un second temps nous abordons les techniques de la planification de tâches et définissons une manière originale de lier le domaine géométrique au domaine symbolique. Puis nous présentons l'architecture et les algorithmes de notre planificateur. ASyMov effectue une recherche en avant dans l'espace d'état. L'état d'aSyMov a la particularité de représenter l'ensemble des instanciations géométriques possibles pour un état symbolique donné. La procédure de validation des actions va essayer de minimiser les instances géométriques à vérifier. Ce ne sera que quand les actions vont contraindre la géométrie qu'une propagation arrière de ces contraintes sera faite pour trouver de nouvelles instances valides. Nous décrivons aussi comment il est possible de combiner à la fois l'apprentissage de la topologie de l'environnement et la recherche d'une solution avec les connaissances déjà acquises. Pour finir nous présentons plusieurs problèmes complexes qui ont été résolus par aSyMov.
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Dates et versions

tel-00010249 , version 1 (22-09-2005)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00010249 , version 1

Citer

Fabien Gravot. Fondation d'un planificateur robotique intégrant le symbolique et le géométrique. Automatique / Robotique. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2004. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00010249⟩
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