Architectures de contrôle comportementales et réactives pour la coopération d'un groupe de robots mobiles - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2005

Behavioral and reactive architectures of control for the cooperation of a group of mobile robots

Architectures de contrôle comportementales et réactives pour la coopération d'un groupe de robots mobiles

Lounis Adouane

Résumé

The control of a highly dynamic multi-robots system where evolves a large number of reactive autonomous entities constitutes a promising scientific and technological challenge. Indeed, this requires to use robotics entities as elementary as possible, but also requires in term of control, to move more away from centralized and cognitive designs. The approach consists in focusing the control design more on the elementary individual constituting the multi-robots system while taking into account its different local interactions with other robotics entities, which are supposed to cooperate between them. Mastered mass effects can be gotten thus and will permit to enhance at the same time the speed, flexibility and the robustness of the executed complex tasks. The works of research presented in this thesis leave from the principle of a Bottom-Up architectures of control in order to break the inherent complexity of the multi-robots systems. More specifically, we propose a Hierarchical Action Selection Process named HASP which permits at the scale of the robot to coordinate the activity of a set of elementary primitives (behaviors) in a hierarchical and flexible manner, and at the scale of the group of robots, allows a coordination promoting global goals. The performances of the HASP were improved after via the addition of an appropriate mechanism of fusion of actions leading thus to the HHASP (Hybrid-HASP). The formalisms of the genetic algorithms have been used afterwards to propose a methodology, which allow to obtain preponderant parameters for the working of the HHASP. The validation of the results was made through experimentations with mini-robots ALICE and more intensively on statistical studies achieved on a big number of data gotten thanks to MiRoCo (Mini-Robotique Collective) simulator. This simulator have been designed and developed in the framework of our thesis works in order to simulate accurately and rigorously multi-robots systems, which have a strong dynamic of interaction.
Contrôler un système multi-robots hautement dynamique au sein duquel évolue un grand nombre d'entités autonomes réactives est un challenge à la fois scientifique et technologique en plein essor. En effet, ceci exige non seulement d'utiliser des entités robotiques les plus élémentaires possibles mais nécessite également au niveau du contrôle, de s'éloigner davantage des conceptions centralisées et cognitives. La démarche consiste à focaliser la conception du contrôle sur l'individu élémentaire constituant le système multi-robots en prenant en compte les différentes interactions locales de cet individu avec les autres entités robotiques avec lesquels il est censé coopérer. Des effets de masse maîtrisés peuvent être ainsi obtenus et vont permettre d'augmenter à la fois la vitesse, la flexibilité et la robustesse d'exécution des tâches complexes entreprises. Les travaux de recherche présentés dans ce mémoire partent du principe d'une conception ascendante (Bottom-Up) des architectures de contrôle et ce afin de briser la complexité inhérente aux systèmes multi-robots. Plus spécifiquement, nous proposons un Processus de Sélection d'Action Hiérarchique appelé PSAH qui permet à l'échelle du robot de coordonner l'activité d'un ensemble de primitives élémentaires (comportements) d'une manière hiérarchique et flexible, et à l'échelle du groupe de robots d'atteindre une coordination entre robots favorisant des buts globaux. Les performances du PSAH ont été améliorées par la suite via l'adjonction d'un mécanisme de fusion d'actions approprié conduisant à un nouveau processus de sélection appelé PSAHH (PSAH-Hybride). Les formalismes des algorithmes génétiques ont été utilisés par la suite pour proposer une méthodologie permettant l'obtention des paramètres prépondérants pour le fonctionnement du PSAHH. La validation des résultats s'est effectuée au travers d'expérimentations sur des mini-robots ALICE et plus largement sur un ensemble d'études statistiques réalisées sur un grand nombre de données obtenu grâce au simulateur MiRoCo (Mini-Robotique Collective). Ce simulateur a été conçu et développé dans le cadre de nos travaux de thèse dans le but de simuler d'une manière précise et rigoureuse des systèmes multi-robots à forte dynamique d'interaction.
Fichier principal
Vignette du fichier
ADOUANE_PhD_Thesis.pdf (3.45 Mo) Télécharger le fichier
CBPT_SmallCylinder_Logo.avi (13.23 Mo) Télécharger le fichier
ManipCBPT_2_Logo_DivX.avi (11.65 Mo) Télécharger le fichier
TCPO_CylindreMoyen5.avi (16.32 Mo) Télécharger le fichier
Format : Autre
Format : Autre
Format : Autre

Dates et versions

tel-00128160 , version 1 (30-01-2007)
tel-00128160 , version 2 (11-05-2010)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00128160 , version 2

Citer

Lounis Adouane. Architectures de contrôle comportementales et réactives pour la coopération d'un groupe de robots mobiles. Automatique / Robotique. Université de Franche-Comté, 2005. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00128160v2⟩
545 Consultations
837 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More