Vision-based Manipulation of Deformable and Rigid Objects Using Subspace Projections of 2D Contours

This paper proposes a unified vision-based manipulation framework using image contours of deformable/rigid objects. Instead of using human-defined cues, the robot automatically learns the features from processed vision data. Our method simultaneously generates---from the same data---both, visual features and the interaction matrix that relates them to the robot control inputs. Extraction of the feature vector and control commands is done online and adaptively, with little data for initialization. The method allows the robot to manipulate an object without knowing whether it is rigid or deformable. To validate our approach, we conduct numerical simulations and experiments with both deformable and rigid objects

Robotic manipulation planning for shaping deformable linear objects with environmental contacts

Humans use contacts in the environment to modify the shape of deformable objects. Yet, few papers have studied the use of contacts in robotic manipulation. In this paper, we investigate the problem of robotic manipulation of cables with environmental contacts. Instead of avoiding contacts, we propose a framework that allows the robot to use them for shaping the cable. We introduce an index to quantify the contact mobility of a cable with a circular contact. Based on this index, we present a planner to plan robot motions. The planner is aided by a vision-based contact detector. The framework is validated with robot experiments on different desired cable configurations

Environnement de développement ContrACT: Tutoriel

Ce rapport est un tutoriel pour l'utilisation de l'environnement de programmation d'architecture de contrôle ContrACT. Il présente d'une part le langage Cactal (ContrACT Advanced Language) utilisé pour décrire l'architecture de contrôle et le comportement de l'ordonnanceur applicatif et des superviseurs et d'autre part la méthode de personnalisation du code C généré à partir de la description faite dans le langage Cactal

Conception et développement de contrôleurs de robots - Une méthodologie basée sur les composants logiciels

One of the major problems encountered in robotics is that of the development of robot control software architectures. This is explained by the increasing complexity of these architectures, which must integrate more and more functionalities of various levels of abstraction (planification, asserves, mode management, perception, etc.) and which require to manage the real-time aspect of robot control. In addition, the functionalities being based on a set of technological elements embedded in the robot, an architecture has to be adapted according to the technological development (replacement of robot operative part elements, new sensors or actuators, etc.). The current challenge is thus to define and to integrate functionalities in the form of reusable software bricks within evolutionary control architectures, so as to simplify robot controllers design. After having made a review of the current proposals, the handbook presents CoSARC, an original me- thodology covering the entirety of the development process of a robot software controller. The methodology is based on a control architecture model and a component-based language. Inspired of the historical proposals for hybrid architectures, the control architecture model constitutes the base of the development process. It defines a generic organization integrating a hierarchical vision of the control and it is based on abstract concepts independent of any application domain. The definition of an architecture is done according to the control architecture model, with the elements of a component-based language. These elements correspond to various categories of components : repre- sentation components dedicated to the description of the controller knowledge on the world it has to control, control components dedicated to the description of the activities of the robot, connection components dedica- ted to the description of the protocols governing the interactions between control components, configuration components dedicated to the description of the architecture and its deployment. One of the essential aspects of some of these components resides in the fact that their behavior is expressed in the form of an Object Petri net. The expressivity and the relevance of methodology are shown through a example of a mobile manipulator robot.L'un des problèmes majeurs rencontrés par la robotique est celui du développement d'architectures logicielles de contrôle des robots. Ceci s'explique par la complexité sans cesse croissante de ces architectures, qui doivent intégrer toujours plus de fonctionnalités de divers niveaux d'abstraction (de planification, d'asservissement, de perception, de gestion des modes de fonctionnement, etc.) et qui nécessitent la prise en compte du caractère temps-réel du contrôle. Par ailleurs, les fonctionnalités s'appuyant, directement ou non, sur un ensemble d'éléments matériels embarqués sur le robot, une architecture doit pouvoir être adaptée en fonction de l'évolution technologique (nouveaux capteurs et actionneurs, remplacement d'éléments de la partie opérative, etc.). L'enjeu actuel est donc de définir et intégrer des fonctionnalités sous forme de briques logicielles réutilisables au sein d'architectures de contrôle évolutives, de manière à simplifier le développement. Après avoir fait un tour d'horizon des propositions actuelles, le manuel présente CoSARC, une méthodologie originale couvrant l'intégralité du processus de développement d'un contrôleur de robot. La méthodologie est basée sur un modèle d'architecture et sur un langage à composants. Inspré des propositions historiques d'architectures hybrides, le modèle d'architecture constitue la base du processus de développement. Il définit une organisation générique intégrant une vision hiérarchique du contrôle et il s'appuie sur des concepts abstraits indépendants de tout domaine d'application, tel que celui de ressource . La construction d'une architecture est réalisée en fonction du modèle et à l'aide des éléments d'un langage à composants. Ces éléments correspondent à différentes catégories de composants : composants de représentation dédiés à la description des connaissances sur le monde du robot, composants de contrôle dédiés à la description des activités du robot, composants connecteurs dédiés à la description des protocoles régissant les interactions entre composants de contrôle, composants de configuration dédiés à la description d'une architecture et de son déploiement. Un des aspects essentiels de certains de ces composants réside dans le fait que leur comportement est exprimé sous la forme d'un réseau de Petri à Objets. L'expressivité et la pertinence de la méthodologie sont démontrés sur un exemple traitant du développement d'un robot manipulateur mobile

ContrACT : une méthodologie de conception et de développement d'architectures de contrôle de robots

Ce rapport présente la méthodologie ContrACT dédiée au développement d'architecture de contrôle logicielle en robotique. La proposition centrale repose sur l'utilisation de modules logiciels temps-réel, interconnectés dynamiquement, afin de mettre en oeuvre la stratégie de commande requise en fonction des informations contextuelles à la disposition du robot. Ce document couvre à la fois les aspects conceptuels (concepts métiers, modèles) et les aspects technologiques (middleware, programmation temps-réel) de cette méthodologie

Towards a Language for Understanding Architectural Choices in Robotics

International audienceThe paper presents a reflexion on the state of the art in robot control architectures and evokes the main challenge for their design: the management of domain expertise. It shows the perspective of the production and the use of a Domain Specific Language dedicated to robots architects, to overcome the limitation of current software engineering techniques. The first step in this aim is to perform a domain analysis to define both terminology and concepts that can be understood by most of robot architects. To this end, we propose, as a first basis, a conceptual model for explaining robot control architecture design applied to two examples

Conception et développement de contrôleurs de robots (une méthodologie basée sur les composants logiciels)

L'un des problèmes majeurs rencontrés par la robotique est celui du développement d'architectures logicielles de contrôle des robots. Ceci s'explique par la complexité sans cesse croissante de ces architectures, qui doivent intégrer toujours plus de fonctionnalités de divers niveaux d'abstraction (de planification, d'asservisssement, de perception, de gestion des modes de fonctionnement, etc.) et qui nécessitent la prise en compte du caractère temps-réel du contrôle. Par ailleurs, les fonctionnalités s'appuyant, directement ou non, sur un ensemble d'éléments matériels embarqués sur le robot, une architecture doit pouvoir être adaptée en fonction de l'évolution technologique (nouveaux capteurs et actionneurs, remplacement d'éléments de la partie opérative, etc.). L'enjeu actuel est donc de définir et intégrer des fonctionnalités sous forme de briques logicielles réutilisables au sein d'architectures de contrôle évolutives, de manière à simplifier le développement. Après avoir fait un tour d'horizon des propositions actuelles, le manuel présente CoSARC, une méthodologie originale couvrant l'intégralité du processus de développement d'un contrôleur de robot. La méthodologie est basée sur un modèle d'architecture et sur un langage à composants. Inspiré des propositions historiques d'architectures hybrides, le modèle d'architecture constitue la base du processus de développement. Il définit une organisation générique intégrant une vision hiérarchique du contrôle et il s'appuie sur des concepts abstraits indépendants de tout domaine d'application, tel que celui de ressource . La construction d'une architecture est réalisée en fonction du modèle et à l'aide des éléments d'un langage à composants. Ces éléments correspondent à différentes catégories de composants : composants de représentation dédiés à la description des connaissances sur le monde du robot, composants de contrôle dédiés à la description des activités du robot, composants connecteurs dédis à la description des protocoles régissant les interactions entre composants de contrôle, composants de configuration dédiés à la description d'une architecture et de son déploiement. Un des aspects essentiels de certains de ces composants réside dans le fait que leur comportement est exprimé sous la forme d'un réseau de Petri à Objets. L'expressivité et la pertinence de la méthodologie sont démontrés sur un exemple traitant du développement d'un robot manipulateur mobile.One of the major problems encountered in robotics is that of the development of robot control software architectures. This is explained by the increasing complexity of these architectures, which must integrate more and more functionalities of various levels of abstraction (planification, asserves, mode management, perception, etc.) and which require to manage the real-time aspect of robot control. In addition, the functionalities being based on a set of technological elements embedded in the robot, an architecture has to be adapted according to the technological development (replacement of robot operative part elements, new sensors or actuators, etc.). The current challenge is thus to define and to integrate functionalities in the form of reusable software bricks within evolutionary control architectures, so as to simplify robot controllers design. After having made a review of the current proposals, the handbook presents CoSARC, an original methodology covering the entirety of the development process of a robot software controller. The methodology is based on a control architecture model and a component-based language. Inspired of the historical proposals for hybrid architectures, the control architecture model constitutes the base of the development process. It defines a generic organization integrating a hierarchical vision of the control and it is based on abstract concepts independent of any application domain. The definition of an architecture is done according to the control architecture model, with the elements of a component-based language. These elements correspond to various categories of components : representation components dedicated to the description of the controller knowledge on the world it has to control, control components dedicated to the description of the activities of the robot, connection components dedicated to the description of the protocols governing the interactions between control components, configuration components dedicated to the description of the architecture and its deployment. One of the essential aspects of some of these components resides in the fact that their behavior is expressed in the form of an Object Petri net. The expressivity and the relevance of methodology are shown through a example of a mobile manipulator robot.MONTPELLIER-BU Sciences (341722106) / SudocSudocFranceF

Contribution des racines a la reduction du nitrate dans les plantules d'orge.

International audienc

Upgrading the ContrACT Scheduler with Useful Mechanisms for Dependability of Real-Time Systems

International audienceNowadays, current research in the development of a robot focuses on ensuring the safety of persons around the robot and on resilience to recover from errors. As part of the general problem, managing real-time aspects is of main importance regarding "fault tolerance" in robotic systems, to monitor and adjust control scheme execution or to guarantee ex- ecution of critical behaviors prior to less important ones. In this context, the paper describes our cur- rent work on the ContrACT middleware [10] to en- hance its real-time scheduling service for instance to provide to users some means to observe and po- tentially react to temporal errors occurring during periodic loops execution