Motion planning under geometric uncertainty constraints
Planification de mouvements avec prise en compte explicite des incertitudes géométriques
Résumé
A new motion planning approach is proposed for a holonomic robot (with 2 degrees of freedom in translation and 1 in rotation) under geometric uncertainty constraints. The constraints take into account the position, orientation and motion of the robot. The original contribution of the approach is the resolution method and the modelling of uncertainties. The approach consists of two functions defined in the configuration space: (1) an artificial potential function used to generate incremental motions in both the free space and the contact space; (2) an exploration function that analyses the contact space in order to overcome the local minima of the potential function. ``Contact'' between the robot and the obstacles is used to reduce the position and orientation uncertainty of the robot. An explicit uncertainty analysis using geometric models is integrated into the approach. The approach is validated with two robotic tasks: (1) the motion planning for a free flying object on a plane, and (2) the navigation of a mobile robot.
Une nouvelle approche de planification automatique de mouvements est proposée pour un robot holonome (ayant 2 dégrés de liberté en translation et 1 degré de liberté en rotation) sous des contraintes d'incertitudes géométriques. Les incertitudes considérées portent sur le positionnement (position/orientation) et sur le déplacement du robot. L'originalité de l'approche réside d'une part dans le principe de résolution, et, d'autre part, dans la modélisation des incertitudes et son intégration dans l'approche. L'approche est composée de deux fonctions définies dans l'espace des configurations : (1) une fonction de potentiel fictif qui engendre des déplacements incrémentaux aussi bien dans l'espace libre que dans l'espace de contact ; (2) une fonction d'exploration qui parcourt de manière discrète l'espace de contact afin de contourner les minima locaux de la fonction précédente. Les "contacts" entre le robot et les obstacles sont utilisés pour réduire l'incertitude sur la position et l'orientation du robot. Une analyse explicite des incertitudes est intégrée dans l'approche proposée en utilisant des modèles géométriques de nature ensembliste. L'approche de planification a été validée pour deux types de tâches robotiques : (1) la planification de mouvements d'un objet "volant" sur un plan, et (2) la navigation d'un robot mobile.
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