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    Planification de prises pour la manipulation robotisée

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    Cette thèse propose une nouvelle approche pour l'analyse des prises. En se basant sur la théorie de l'axe central du torseur des forces de contact, nous avons développé une nouvelle condition nécessaire et suffisante pour qu'une prise soit en fermeture de force (force-closure). Pour le cas des prises planes à n points de contact, nous avons proposé une nouvelle méthode géométrique pour le test de la force-closure. Cet algorithme graphique est basé sur des calculs géométriques simples qui permettent de réduire d'une manière significative le coût de calcul par rapport aux schémas linéaires. En outre, une nouvelle formulation linéaire est proposée pour le test et la caractérisation d'une prise à n points de contact. Cet algorithme présente l'avantage d'être très simple du point de vue implémentation et rapide du point de vue temps de calcul. Afin de valider l'approche proposée, nous l'avons comparée avec les algorithmes basés sur le calcul de l'enveloppe convexe des torseurs primitifs de contact. Des implémentations de cet algorithme sont effectuées dans le démonstrateur ``Move3d'' du LAAS ainsi que dans le simulateur ``GraspIt''. Nous abordons ensuite la synthèse de prises qui définissent une force-closure. En premier lieu, nous avons proposé la formulation du problème de recherche de la configuration des points de contact assurant un maximum de stabilité de l'objet comme étant un problème d'optimisation sous contraintes. En second lieu, pour les prises robotisées, nous avons présenté une approche pour la recherche des prises stables d'objets 3D. Le planificateur de prises proposé permet de générer des prises faisables sans passer par le calcul de la cinématique inverse de la main mécanique. Cette approche exploite, sans aucune transformation géométrique, les modèles CAO des objets à saisir pour minimiser le temps de recherche des prises. Ce planificateur de prises utilise un algorithme de résolution basé sur la technique d'optimisation stochastique du recuit simulé. Cette méthode nous a permis de synthétiser des prises de bonne qualité d'objets complexes même dans des environnements encombrés d'obstacles. Pour illustrer l'efficacité de la démarche proposée, nous avons présenté des implémentations dans l'environnement de simulation ``GraspIt''.This thesis proposes a new approach for grasp analysis. Based on the theory of central axes of grasp wrench, we developed a new necessary and sufficient condition for n-finger grasps to achieve force-closure property. For n-finger planar grasps, we proposed a new graphical method for testing force-closure of arbitrary planar objects. The proposed geometric algorithm is very simple and requires low computational complexity. Thus, it can be used in real-time implementations and reduce significantly the computational cost compared to linear programming schemes. Further, based on friction-cone linearization, we formalized quantitative test of planar and spatial n-fingered force-closure grasps as a new linear programming problem. The proposed quantitative force-closure test offers a good metric of quality measurement without need to compute the convex hull of the primitive contact wrenches, which efficiently reduces the amount of computational time. Implementations were performed on ``Move3D'' and ``GraspIt'' simulation environments. For grasp synthesis, we formulated the computation of fingertips locations problem as an optimization problem under constraints. Furthermore, we presented an approach for finding appropriate stable grasps for a robotic hand on arbitrary objects. We used simulated annealing technique to synthesize suboptimal grasps of 3D objects. Through numerical simulations on arbitrary shaped objects, we showed that the proposed approach is able to compute good grasps for multifingered hands within reasonable computational time. The proposed grasp planner was implemented on ``GraspIt'' simulator

    Approche multicritère pour la conception optimale des robots parallèles en considérant les performances cinématiques et élastostatiques

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    Les performances cinématiques et statique d'un mécanisme parallèle dépendent fortement de la géométrie de ce dernier et les caractéristiques mécaniques des corps. Dans la conception d'un manipulateur parallèle, il faut déterminer la meilleure géométrie ainsi que les dimensions des corps afin de satisfaire les besoins pratiques d'exploitation. Pour les manipulateurs parallèles DELTA, cet article fourni une démarche générique pour formuler le problème de la conception optimale des structures parallèles. Ceci en considérant plusieurs indices de performance cinématique comme la régularité du volume de travail et la dextérité, cette dernière qui est liée à la rigidité de la structure et à la précision de la commande. Dans cette étude, nous considérons aussi les performances élastostatiques qui mesurent la réponse de la structure (déformations) à une charge appliquée sous l'équilibre statique. Comme le problème de la conception optimale est non linéaire, difficile à l'exprimer analytiquement et il faut tenir compte de plusieurs indices de performance (généralement antagonistes), nous présentons une approche multi-objective qui considère, d'une manière simultanée, plusieurs indices de performance et nous utilisons les techniques d'optimisation évolutionnistes pour la résolution. La procédure de la conception est démontrée à travers des simulations sur l'exemple du robot DELTA

    Plannification des prises pour la manipulation robotisée

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    This thesis proposes a new approach for grasp analysis. Based on the theory of central axes of grasp wrench, we developed a new necessary and sufficient condition for n-finger grasps to achieve force-closure property. For n-finger planar grasps, we proposed a new graphical method for testing force-closure of arbitrary planar objects. The proposed geometric algorithm is very simple and requires low computational complexity. Thus, it can be used in real-time implementations and reduce significantly the computational cost compared to linear programming schemes. Further, based on friction-cone linearization, we formalized quantitative test of planar and spatial n-fingered force-closure grasps as a new linear programming problem. The proposed quantitative force-closure test offers a good metric of quality measurement without need to compute the convex hull of the primitive contact wrenches in R6\Bbb{R}^{6}, which efficiently reduces the amount of computational time. Implementations were performed on ''Move3D'' and ''GraspIt'' simulation environments. For grasp synthesis, we formulated the computation of fingertips locations problem as an optimization problem under constraints. Furthermore, we presented an approach for finding appropriate stable grasps for a robotic hand on arbitrary objects. We used simulated annealing technique to synthesize suboptimal grasps of 3D objects. Through numerical simulations on arbitrary shaped objects, we showed that the proposed approach is able to compute good grasps for multifingered hands within reasonable computational time. The proposed grasp planner was implemented on "GraspIt'' simulator.Cette thèse propose une nouvelle approche pour l'analyse des prises. En se basant sur la théorie de l'axe central du torseur des forces de contact, nous avons développé une nouvelle condition nécessaire et suffisante pour qu'une prise soit en fermeture de force (force-closure). Pour le cas des prises planes à n points de contact, nous avons proposé une nouvelle méthode géométrique pour le test de la force-closure. Cet algorithme graphique est basé sur des calculs géométriques simples qui permettent de réduire d'une manière significative le coût de calcul par rapport aux schémas linéaires. En outre, une nouvelle formulation linéaire est proposée pour le test et la caractérisation d'une prise à n points de contact. Cet algorithme présente l'avantage d'être très simple du point de vue implémentation et rapide du point de vue temps de calcul. Afin de valider l'approche proposée, nous l'avons comparée avec les algorithmes basés sur le calcul de l'enveloppe convexe des torseurs primitifs de contact. Des implémentations de cet algorithme sont effectuées dans le démonstrateur " Move3d " du LAAS ainsi que dans le simulateur " GraspIt ". Nous abordons ensuite la synthèse de prises qui définissent une force-closure. En premier lieu, nous avons proposé la formulation du problème de recherche de la configuration des points de contact assurant un maximum de stabilité de l'objet comme étant un problème d'optimisation sous contraintes. En second lieu, pour les prises robotisées, nous avons présenté une approche pour la recherche des prises stables d'objets 3D. Le planificateur de prises proposé permet de générer des prises faisables sans passer par le calcul de la cinématique inverse de la main mécanique. Cette approche exploite, sans aucune transformation géométrique, les modèles CAO des objets à saisir pour minimiser le temps de recherche des prises. Ce planificateur de prises utilise un algorithme de résolution basé sur la techniques d'optimisation stochastique du recuit simulé . Cette méthode nous a permis de synthétiser des prises de bonne qualité d'objets complexes même dans des environnements encombrés d'obstacles. Pour illustrer l'efficacité de la démarche proposée, nous avons présenté des implémentations dans l'environnement de simulation "GraspIt"

    Planification de prises pour la manipulation robotisée

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    TOULOUSE3-BU Sciences (315552104) / SudocSudocFranceF

    Nouvel algorithme pour assurer une prise 2D de type Force-Closure

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    Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.International audienceNous présentons dans cet article une nouvelle approche pour le calcul des prises dites de types force-closure pour les objets bidimensionnels (2D). Cela concerne les mains artificielles munies de doigts rigides. Le contact avec l'objet est modélisé en considérant le frottement de Coulomb. Une nouvelle condition nécessaire et suffisante d'équilibre et de force-closure pour les prises d'objets 2D est alors proposée. Elle est basée sur la distribution des axes centraux des torseurs des forces de contact dans le plan de la prise. Ainsi, un algorithme pour tester la force-closure des prises 2D est développé. Cet algorithme nécessite peu de calcul géométrique. Sa validité est démontrée par des exemples

    Stochastic optimization-based approach for multifingered grasps synthesis

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    International audienceSUMMARY In this paper, we propose an approach for computing suboptimal grasps of polyhedral objects. Assuming n hard-finger contact with Coulomb friction model and based on central axes of the grasp wrench, we develop a new necessary and sufficient condition for n -finger grasps to achieve force-closure property. Accordingly, we reformulate the proposed force-closure test as a new linear programming problem, which we solve using an interior point method. Furthermore, we present an approach for finding appropriate stable grasps for a robotic hand on arbitrary objects. We use the simulated annealing technique for synthesizing suboptimal grasps of 3D objects. Through numerical simulations on arbitrary shaped objects, we show that the proposed approach is able to compute good grasps for multifingered hands within a reasonable computational time

    Multiphasic effects of blood pressure on survival in hemodialysis patients

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