Algorithmes pour la commande d’une formation de robots mobiles

International audienceLa nécessité de diminuer l'impact sur l'environnement des activités agricoles, tout en préservant le niveau de production pour satisfaire les demandes de population en croissance, exige l'étude de nouveaux outils de production. Des robots mobiles peuvent constituer une solution prometteuse, puisque des dispositifs autonomes peuvent permettre d'accroître les niveaux de production, en préservant l'environnement en raison de leur grande précision. Si le contrôle automatique d'une machine seule offre des améliorations significatives, le contrôle d'une flotte modulaire de véhicules permet d'augmenter les espaces couverts sans utiliser de grandes machines qui provoquent un important compactage du sol. Pour être efficace, le contrôle de plusieurs robots autonomes doit être très précis et capable de gérer les différentes configurations rencontrées pendant une tâche agricole. Pour réaliser ces objectifs, les lois de contrôle simples utilisées dans le contexte routier ne sont pas appropriées dans des conditions tout terrain. Dans cet article, la commande en formation de plusieurs robots est envisagée dans le cadre du suivi de trajectoire. On propose des lois de commande adaptatives et prédictives qui prennent en compte les faibles conditions d'adhérence pour préserver l'exactitude de positionnement global et relatif. Elle permet alors de gérer une formation dans l'environnement naturel, indépendamment des conditions du sol, de la trajectoire à suivre et de la forme choisie pour la formation. Dans une première partie, on considère le modèle du mouvement de formation, en tenant compte des faibles conditions d'adhérence. Dans une deuxième partie, un observateur dédié à l'évaluation en ligne des conditions d'adhérences est conçu. Il permet de calculer les variables manquantes exigées pour un contrôle précis. Finalement, en se référant au modèle et à l'observateur, des lois de commande pour l'asservissement latéral et angulaire sont proposées. Il est basé sur une erreur mélangeant des écarts relatifs et absolus et permet la gestion du contrôle adaptatif. Les capacités de l'approche développée sont alors examinées à travers des expériences à échelle réelle

Motion Control of a heterogeneous fleet of mobile robots: Formation control for achieving agriculture task

International audienceLa nécessité de réduire l'impact environnemental des activités agricoles, tout en préservant le niveau de production pour satisfaire la demande croissante des populations nécessite une étude de nouveaux outils de production. Les robots mobiles peuvent constituer une solution prometteuse, puisque les dispositifs autonomes peuvent permettre une augmentation des niveaux de production, tout en préservant l'environnement grâce à leur grande précision. Dans cet article, l'utilisation de plusieurs robots mobiles autonomes pour effectuer l'opération sur le terrain est étudiée. En particulier, les techniques prédictives sont également proposées pour tenir compte des retards induits par des actionneurs à basse altitude. Les capacités de l'approche proposée sont étudiées au moyen d'expériences de la pleine échelle. / The necessity of decreasing the environmental impact of agricultural activities, while preserving the level of production to satisfy growing population demands requires investigation of new production tools. Mobile robots may constitute a promising solution, since autonomous devices may allow increasing production levels, while preserving the environment thanks to their high accuracy. In this paper, the use of several autonomous mobile robots to perform field operation is investigated. In particular, predictive techniques are also proposed to account for delays induced by low-level actuators. Capabilities of the proposed approach are investigated through full scale experiments

Formation control algorithm for a fleet of mobile robots

International audienceThe necessity of decreasing the environmental impact of agricultural activities, while preserving the level of production to satisfy growing population demands requires investigation of new production tools. Mobile robots may constitute a promising solution, since autonomous devices may allow increasing production levels, while preserving the environment thanks to their high accuracy. In this paper, the use of several autonomous mobile robots to perform field operation is investigated. In particular, predictive techniques are also proposed to account for delays induced by low-level actuators. Capabilities of the proposed approach are investigated through full scale experiments

Commande adaptative et prédictive d'une flotte de robots mobiles : application à l'asservissement d'une formation désirée

International audienceMobile robotic constitutes a promising way to reduce the environmental impact of agricultural activities and allow to keep the level of production to satisfy the growing population demand. In previous work, a formation control law, accurate despite typical off-road conditions (low grip, terrain irregularities, etc), based on a nonlinear observer-based adaptive control was presented. Satisfactory advanced results have been reported in lateral servoing but inaccuracies in longitudinal regulation have been notived. In this paper a new predictive approach dedicated to both longitudinal and lateral servoing is porposed. We consider mobile robots made of a single body accounting for bad grip condition thanks to a observer based approach. After presenting the modelling of the formation and the control law used to maintain longitudinaland lateral deviation with respect to the reference trajectory, we introduce the predictive approach on the velocity. Full-scale experiments demonstrate the performance of the proposed approach

Development of Robotics Tools for Agricultural Task Achievement: The example of robot formation control

Abstract — Nowadays it is eagerly expected that, on one hand the environmental impact of agricultural activities is decreasing, and on the other hand the level of production is increasing in order to match the consumption demand of the growing worldwide population. To meet these opposite expectations, new production tools have to be developed. Recent advances in offroad mobile robotics may bring to promising solution in order to address such a problematic. Since large area coverage, as well as high flexibility, are more particularly looked for in this paper, multi-robot cooperation for field operations is investigated. The proposed framework relies on a path tracking approach dedicated to the formation control of several robots. In an off-road context, because of bad grip conditions, classical control algorithms cannot be used straightforwardly. Moreover, low level delays and stability issues (rollover risk or obstacle collision) have also to be taken into account. Adaptive and predictive control laws are here designed to achieve accurate motion control of each robot, despite highly varying and unpredictable contact conditions. The multi-robot configuration is imposed by defining set points in terms of lateral deviations and longitudinal distances between each robot. In addition, robot safety is addressed through a traversability evaluation within the vicinity of each robot. Finally, several alternative paths are constantly considered and the optimal one is decided with respect to robot stability and maximal velocity criteria, assessed from a numerical terrain model. I

New Definition of Quality-Scale Robustness for Image Processing Algorithms, with Generalized Uncertainty Modeling, Applied to Denoising and Segmentation

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