APPLICATION DES SYSTEMES STRUCTURES A L’ETUDE DU

Marie-Therese

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• Publié par: Shiem
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SUJET DE THESE Commande d’un système robotisé coopératif à travers un réseau Responsable: Didier GEORGESEmail : [e-mail] : [phone] Site web du LAG : http://www.lag.ensieg.inpg.fr Site web du responsable :http://www.lag.ensieg.inpg.fr/georges Equipe :SNLC (Systèmes Non Linéaires et Complexité) Coencadrant :Luc DUGARD Email : [e-mail] : [phone] Equipe :SLR (Systèmes Linéaires et Robustesse) thèse en collaboration avec le Professeur Nguyen Van Giap de l'Institut Polytechnique d'Hô Chi Minh Ville (Vietnam) Financement :demandé MOTSCLES : Téléopération, robotique mobile coopérative, systèmes commandés à travers un réseau, commande de systèmes interconnectés, commande de systèmes à retard. CADRE ET OBJECTIFS DU SUJET : Ce sujet de thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet conjoint entre l'INP Grenoble et l'Institut Polytechnique d'Hô Chi Minh Ville (IP d'HCMV) portant sur le développement d'une plateforme d'enseignement et de recherche dans le domaine de la robotique mobile téléopérée. Dans le cadre du programme PFIEV (« Programme de Formation d'Ingénieurs d'Excellence au Vietnam »), le LAG a participé activement depuis 2002 à la mise en place d'une option Mécatronique au sein de l'IP HCMV. En janvier 2006,le projet «Télémanipulation et Robotique Mobile, Avancée et Coopérative», proposé conjointement par le LAG et le département Mécatronique de l'IP d'HCMV, a été soutenu dans le cadre du programme PFIEV par le ministère des affaires étrangères. Ce projet vise à mettre en place au sein de l'IP d'HCMV une plateforme technologique afin de développer une collaboration de recherche francovietnamienne dans le cadre de la robotique téléopérée. Cette plateforme est centrée sur la mise en place de deux robots mobiles disposant d’un effecteur permettant la manipulation d’objets. Ces robots disposeront de capteurs de vision et d’obstacles, de moyens de calcul embarqué, leur permettant d’évoluer de manière autonome. Ils disposeront également de moyens de communications sans fil (bluetooth) permettant une communication entre robots et avec une unité fixe (PC de supervision et de commande) pour des applications de télémanipulation et de robotique mobile coopérative. Il est également prévu de téléopérer à distance ce système robotisé depuis Grenoble à travers Internet. La robotique téléopérée revêt une importance toute particulière dans le contexte de l'intervention en milieu hostile (nucléaire, déminage de terrains, ...) Avec deux robots mobiles capables d’effectuer des tâches de manipulation, il est possible de couvrir un champ très large de problématiques, ce qu’un robot seul ne permet pasnécessairement de faire : 9le développement de stratégies de commande de robots mobiles dans un contexte de coopération ou de compétition (robots manipulateurs de charge, robots joueurs, développement de stratégies de commande avec échanges partiels d’informations, stratégies de gestion de l’énergie embarquée, etc …); 9: préhension d’un objet parla réalisation de tâches de manipulation sous contraintes d’effort deux effecteurs et transport conjoint sans destruction de l’objet par deux robots mobiles :

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9plusieurs stratégies de commande peuvent être envisagées grâce à la présence d’un réseau de communication sans fil offrant une grande flexibilité; 9l’étude de stratégies de commande de systèmes mécaniques complexes par réseaux de communication (problématique NeCS: Networked Control Systems) et en particulier, l’étude de la télémanipulation à travers un réseau sans fil d’un système robotisé complexe avec retour d’effort; 9l’étude des problématiques afférentes à la communication par réseaux mobiles (power control, aspects MIMO, développement de réseaux sans fil adhoc, interférence bluetooth, etc …); L'objectif général de la thèse est le développement de lois de commande permettant la réalisation par deux robotsmobiles d'une tâche de transport compliante d'un objet (il faudra assurer le contrôle en effort pour éviter la détérioration de l'objet) [1,2,4]. Ce système robotisé sera téléopéré à distance grâce à un PC «maître »(qui pourra être installé en France).L'accent sera mis sur l'impact des communications bluetooth [3] et Internet [5] en terme de retards variables induits et de pertes d'information sur la performance des lois de commande (problématique NeCS). Le LAG apportera ses compétences dans le domaine de l'analyse et de la commande des systèmes à retard et des systèmes commandés en réseaux [5]. Le département Mécatronique de l'IP d'HCMV apportera ses compétences dans le domaine de la robotique mobile (voir photo cidessous)

Robot mobile développé par le département Mécatronique de l’IP d’Hô Chi Minh Ville Les étapes principales du travail seront les suivantes : 1 Modélisation globale du système robotisé et de son réseau de communication (Bluetooth et/ou Internet): pour le réseau, on privilégiera les approches fondées sur l'utilisation de modèles fluide. 2 Développement de lois de commande distribuées permettant la prise en compte de retards et de pertes d'information induits par les communications, grâce à une approche « systèmes à retards ». 3 Test et validation expérimentale en fin de thèse sur la plateforme expérimentale développée au Vietnam. REFERENCES : [1] Wen, T. and K. KreutzDelgado(1992). Motion and force control for multiple robotics manipulators. Automatica 28(4), 729743. [2] David Jung and Alexander Zelinsky,“An Architecturefor Distributed CooperativePlanning in a Behaviour based Multirobot System”, Journal of Robotics and Autonomous Systems, 26: 149174, 1999.

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[3] Monica PerezVernet,« Wireless communication data link protocol for cooperating and tele th operated mobile robots », actes de 11Mediterranean Conference on Control& Automation, Rhodes, Grèce, 2003. [4] Tamio Arai, Enrico Pagello, Lynne E. Parker, « Editorial: Advances in MultiRobot Systems », IEEE trans. on Robotics and Automation, Vol. 18, N0. 15, 2002, 65566. [5] Witrant, E, C. CanudasdeWit, D. Georges, and M. Alamir," Remote stabilization via time varying communication network delays:Application to TCP networks " IEEE Conference Control applications CCA’2004,Tapei, Taiwan, Sept. 24, 2004. Invited session on Network control systems.

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