Mission planning for integrated marine robotic systems
Planification de missions pour des systèmes robotiques maritimes intégrés
Résumé
In recent years, the use of multi-robot systems in operational contexts has significantly increased. Particularly in hostile environments, these systems allow for efficient and secure operations. Underwater demining missions are typical examples of operations where autonomous devices are particularly valuable. Indeed, these missions involve both strong temporal and environmental constraints, while requiring the use of a fleet of heterogeneous devices. Thus, devising an action plan for each of these devices proves to be a central but also complex problem.Automated planning is the branch of computer science that aims at providing an automatic solution to this problem. The mission environment is modeled using properties whose values are modified by the actions of the devices. From this modeling, automated planning systems construct a sequence of actions to achieve a predefined objective. Hierarchical planning is a specific type of planning in which the onjective of the mission is defined by a set of tasks to be accomplished.The objective of the work presented below is, first and foremost, to review existing automated planning approaches, initially in the context of underwater demining and then in a more general context. Secondly, we propose new approaches to solve hierarchical planning problems. We theoretically present these approaches and then experimentally demonstrate their effectiveness compared to approaches in the literature.
Ces dernières années, l'utilisation de systèmes multi-robots dans des contextes opérationnels s'est fortement intensifiée. Notamment dans des environnements hostiles, ces systèmes permettent d'opérer avec efficacité et sécurité. Les missions de déminage sous-marin sont des exemples typiques d'opérations où des appareils autonomes sont particulièrement intéressants. En effet, ces missions présentent à la fois des contraintes temporelles et environnementales fortes, tout en nécessitant l'emploi d'une flotte d'appareils hétérogènes. Ainsi, la production d'un plan d'action pour chacun de ces appareils se révèle être un problème central, mais également complexe.La planification automatique est la branche de l'informatique qui cherche à apporter une solution automatique à ce problème. L'environnement de la mission est modélisé au moyen de propriétés dont les valeurs sont modifiées par les actions des appareils de la flotte. À partir de cette modélisation, les systèmes de planification automatique construisent un enchaînement d'actions permettant d'atteindre un objectif défini a priori. La planification hiérarchique est un type particulier de planification dans lequel l'objectif de la mission est défini par un ensemble de tâches à réaliser.L'objectif des travaux présentés ci-dessous est, dans un premier temps, de passer en revue les approches de planification automatique existantes, d'abord dans le contexte du déminage sous-marin, puis dans un contexte plus général. Dans un deuxième temps, nous proposons de nouvelles approches permettant de résoudre informatiquement des problèmes de planification hiérarchique. Nous présentons théoriquement ces approches, puis démontrons expérimentalement leur efficacité par rapport aux approches de la littérature.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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