Contrôle d'exécution dans une architecture hiérarchisée pour systèmes autonomes - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2005

Contrôle d'exécution dans une architecture hiérarchisée pour systèmes autonomes

Résumé

There is an increasing need for advanced autonomy in complex embedded real-time systems such as robots, satellites, or UAVs. Still, this raises a major problem : on one side we have complex sys-tems - therefore, hard to validate - with little human intervention, on the other side these systems are used in domains where safety is critical. These two concerns seem to be contradictory. Indeed, how can we guaranty that an autonomous system, with high level decisional capabilities, will exhi-bit a proper behavior and will not jeopardize the mission ? How can we be sure that the satellite jets are not fired while fragile sensors are left unprotected (camera lens, ...) ? An answer to this problem may be to implement a high level planner that would only produce safe and valid plans. However, these planners do not have a complete model of all atomic actions and their consequences. Indeed tasks produced by planner are refined into executable tasks by a su-pervisor. As a consequence the planner do not have a full control on how its tasks are being exe-cuted. The work we present here integrate an on-line execution control component for hierarchical archi-tectures. We first describe the role of this program in this kind of architecture. Then we introduce the R2C, our controller based on synchronous hypothesis, and the tool used to generate this controller using symbolic model-checking techniques. We then discuss why it is important to take into account the decisional components in our controller to minimize the controller counter effects. We eventually illustrate our contribution with some experimental results produced and gathered on our robotics platforms. We then conclude and give some possible future work in this area.
Il y a un besoin grandissant pour d'autonomie dans des systèmes temps réel complexes tels que les robots ou les satellites. Ceci met en avant un problème non trivial : d'un côté il y a des systèmes complexes - donc difficiles à valider - avec une intervention de l'humain dans la boucle qui se veut minimale, de l'autre nous avons des domaines où il faut que le système ait un comportement sûr fonctionnellement afin d'éviter les coûts financiers et/ou humains d'une perte ou d'une détérioration du système. Ces deux notions mises en vis-à-vis semblent contradictoires. En effet comment être sûr qu'un système autonome avec un pouvoir décisionnel fort, n'aura pas un comportement non nominal qui pourra menacer le bon déroulement de la mission ? Comment être sûr qu'un satellite n'allumera pas ses réacteurs sans avoir protégé ses capteurs fragiles (objectif de la caméra, ...) ? Une réponse partielle à ce type de problèmes pourrait être d'utiliser un planificateur de haut niveau qui ne donnerait que des plans garantis comme sûrs et valides. Toutefois ces planificateurs n'ont pas un modèle complet des actions qu'ils effectuent et de leurs conséquences. En effet, les directives données par ce planificateur sont généralement affinées en sous tâches par un superviseur. Le planificateur n'a donc pas un contrôle complet sur le moyen d'effectuer cette action. Nous présentons ici les travaux effectués afin d'intégrer un système de contrôle d'exécution en ligne dans une architecture hiérarchisée. Nous décrivons ici la nécessité et le rôle d'un tel composant dans ce type d'architecture. Nous introduisons le R2C, notre contrôleur basé sur les hypothèses synchrones, ainsi que l'outil permettant sa génération en exploitant des techniques issues du model-checking symbolique. Enfin nous discutons de la nécessité de prendre en compte les com-posants décisionnels dans le contrôle afin d'interférer le moins possible avec les décisions prises par ceux-ci. Les résultats obtenus durant des expérimentations sur une plate-forme robotique confirment les idées développées au cours de ce travail et permettent d'en tirer les conclusions et perspectives sur la mise en place d'un contrôle pour l'amélioration de la fiabilité globale de tels systèmes.
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Dates et versions

tel-00011514 , version 1 (02-02-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00011514 , version 1

Citer

Frédéric Py. Contrôle d'exécution dans une architecture hiérarchisée pour systèmes autonomes. Réseaux et télécommunications [cs.NI]. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2005. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00011514⟩
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