Commande des bras manipulateurs et retour visuel pour des applications à la robotique de service
Résumé
In the context of service robotic, robots have to interact with environment and human. Human presence create a particular context where security and comfort take precedent over system dynamic. As environment is not fixed in this context, the use of exteroceptive sensors is necessary. A first subject developed in the report is the trajectory planning for which we propose to limit velocity, acceleration and jerk. Trajectories are then defined as a sequence of cubic, seven in most to go from a initial position to any final position. The method is extended to space and to the tracking of trajectory defined by points. The rotations are represented by quaternions. We then propose a visual servoing scheme based on the tracking of planned soft movements. Using an extended Kalman filter to estimate the target position permit a self calibration of the system. Simulations and experimentations with the Jido robot permit to validate this approach. The trajectory planner is used daily on Jido for the european Cogniron project.
Dans le contexte de la robotique de service, les robots doivent interagir avec l'environnement et les humains qui s'y trouvent. La présence d'humain crée un contexte particulier où la sécurité et le confort des utilisateurs prime sur la dynamique du système. L'environnement n'étant pas figé dans ce contexte, l'utilisation de capteurs extéroceptifs est indispensable. Un premier thème développé dans le mémoire est la planification de trajectoires pour laquelle nous proposons de borner la vitesse, l'accélération et le jerk. Les trajectoires sont alors définies par une succession de cubiques, sept pour passer d'une situation initiale à une situation finale quelconque. La méthode est étendu à l'espace et au suivi d'une trajectoire définie par des points, les rotations y sont représentées par des quaternions. Nous proposons ensuite une commande par retour visuel fondée sur le suivi de mouvements souples planifiés. L'utilisation d'un filtre de Kalman étendu pour estimer la position de la cible autorise une auto-calibration du système. Des simulations et des expérimentations sur le robot Jido permettent de valider cette approche. Le planificateur de trajectoire est utilisé quotidiennement sur le robot Jido dans le cadre du projet européen Cogniron.
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