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Les applications de la robotique mobile vont depuis des cas où l’environnement est très coopératif, structuré et relativement bien connu à des cas où il est entièrement non coopératif et où l’on ne dispose pas de modèle, cela induit une classification des robots mobiles en deux catégories :

– les robots mobiles de service qui sont généralement destinés à effectuer des tâches plus ou moins répétitives dans un environnement coopératif.

– les robots mobiles d’intervention en milieu naturel mal connu, peu structuré et difficilement aménageable (déploiement de balises impossible).

Lorsque le véhicule navigue dans un milieu parfaitement connu et non évolutif, sa trajectoire peut être prédéterminée hors ligne, en utilisant par exemple un enregistrement en mode télé opéré. Dans le cas où la navigation s’effectue dans un environnement connu mais dans lequel peuvent apparaître des obstacles imprévus, des capteurs spécifiques doivent être utilisés pour contrôler en temps réel l’espace navigable et fournir les mesures nécessaires pour modifier en ligne la trajectoire du robot mobile. Dans un milieu mal connu, la trajectoire doit être planifiée en ligne grâce à un système de perception extéroceptif capable de construire simultanément un modèle de l’espace navigable. Ce dernier type de tâche implique pour le robot des capacités décisionnelles qui peuvent être éventuellement complétées par l’intervention d’un opérateur humain.

La complexité de la méthode de navigation mise en œuvre sur un robot mobile dépend donc de l’environnement dans lequel il doit évoluer .Elle dépend également de la connaissance de cet environnement qui peut être figé ou évolutif et du mode de définition de la trajectoire (apprentissage préalable, planification en ligne…). Les performances du système de navigation sont étroitement liées à la précision, à la fiabilité et au temps de réponse des capteurs et des méthodes mis en œuvre pour localiser le robot.

Interactions avec l’environnement

Toute spécification de tâche à un robot correspond à un objectif d’intervention sur l’environnement. La capacité opérationnelle du robot dépend donc directement de la maîtrise de l’interaction robot environnement, processus dont la complexité peut être très variable.

C’est pourquoi la connaissance des caractéristiques géométriques et physiques de l’environnement constitue une contrainte majeure.

En robotique, on est amené à considérer :

– les environnements structurés (par exemple : pièces mécaniques d’assemblage, architecture de site industriel…) ;

– les environnements non structurés (vrac de pièces, environnement abîmé, terrain en relief en milieu naturel : fonds marins, site planétaire…).

Généralement c’est au robot qu’il appartient de s’adapter à l’environnement. Les tâches confiées à un robot exigent que celui-ci soit un système versatile et autonome. Ces notions de versatilité et d’autonomie signifient que le même robot est capable d’une part d’effectuer une grande variété de tâches, et d’autre part de réaliser une même tâche de plusieurs manières différentes, en fonction notamment des conditions d’environnement rencontrées.

Le concept de robot implique la facilité de perception de l’environnement, l’analyse de ces informations, la prise de décision et enfin la correction du comportement en fonction des informations captées sur l’environnement. En cela, la perception de l’environnement constitue une fonction indispensable de tout système robotique.

Les balises

Dans certaines applications, il est également possible d’utiliser des balises dont on connaît la position, et qui pourront être facilement détectées par le robot, afin de faciliter sa localisation. Des techniques très diverses peuvent être utilisées pour ces balises. On peut par exemple utiliser un signal radio, émis de manière omnidirectionnel par la balise. Le robot sera alors équipé d’une antenne directionnelle qui lui permettra de détecter la direction des différentes balises, afin de déduire sa position par triangulation.

On peut également utiliser des codes couleurs ou des codes-barres qui pourront être détectés par une caméra.

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Ce chapitre nous a permis d’évoquer quelques généralités sur les robots mobiles; moyens de perception.

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