Préface Un robot omnidirectionnel a la capacité de se
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Niveau: Supérieures
? Préface — Un robot omnidirectionnel a la capacité de se déplacer dans n'importe quel direction plan quelque soit sa configuration. Aujourd'hui, presque tous les designs et les études se focalisant sur de tels robots ne considèrent que le cas de terrain plat et propres. Cet article présente les contraintes et les directives pour construire un véhicule omnidirectionnel, actionné par la technologie Active Split Offset Caster, pour terrain difficile. Les contraintes géométriques sur les roues et les liaisons sont présentés ainsi qu'une optimisation de l'isotropie du véhicule. L'architecture globale du système, tant mécanique qu'informatique, est analysée. Les résultats expérimentaux sont aussi fournis. Index – Véhicule omnidirectionnel, terrain difficile, isotropie, robot mobile, design I. INTRODUCTION Les robots mobiles trouvent de plus en plus d'applications dans le domaine militaire, de la surveillance civile et de l'exploration. Ces applications requièrent souvent des missions sur des sols rudes et escarpés. Actuellement, la plupart de ces robots agiles utilise la direction Ackermann. Les méthodes pour contrôler ces types de robots pour des sols à la fois plat et raide ont été bien étudiées. Alors que ces robots ont des performances correctes dans la plupart des scénarios, la navigation dans un environnement urbain caillouteux ou rempli d'obstacles peut s'avérer difficile voire impossible. Cet état de fait est en partie dû à leur système de direction qui les oblige à faire de nombreuses manœuvres pour réorienter le véhicule, notamment lors de déplacement latéraux.
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? Préface — Un robot omnidirectionnel a la capacité de se déplacer dans n'importe quel direction plan quelque soit sa configuration. Aujourd'hui, presque tous les designs et les études se focalisant sur de tels robots ne considèrent que le cas de terrain plat et propres. Cet article présente les contraintes et les directives pour construire un véhicule omnidirectionnel, actionné par la technologie Active Split Offset Caster, pour terrain difficile. Les contraintes géométriques sur les roues et les liaisons sont présentés ainsi qu'une optimisation de l'isotropie du véhicule. L'architecture globale du système, tant mécanique qu'informatique, est analysée. Les résultats expérimentaux sont aussi fournis. Index – Véhicule omnidirectionnel, terrain difficile, isotropie, robot mobile, design I. INTRODUCTION Les robots mobiles trouvent de plus en plus d'applications dans le domaine militaire, de la surveillance civile et de l'exploration. Ces applications requièrent souvent des missions sur des sols rudes et escarpés. Actuellement, la plupart de ces robots agiles utilise la direction Ackermann. Les méthodes pour contrôler ces types de robots pour des sols à la fois plat et raide ont été bien étudiées. Alors que ces robots ont des performances correctes dans la plupart des scénarios, la navigation dans un environnement urbain caillouteux ou rempli d'obstacles peut s'avérer difficile voire impossible. Cet état de fait est en partie dû à leur système de direction qui les oblige à faire de nombreuses manœuvres pour réorienter le véhicule, notamment lors de déplacement latéraux.
- asoc
- optimisations sur l'omnidirectionnallité du robot
- robot
- architecture globale du véhicule
- robot omnidirectionnel
- isotropie
- module asoc au reste du corps du robot
- paire de roues séparées
Publié par
Langue
Français
Préface
— Un robot omnidirectionnel a la capacité de se
déplacer dans n’importe quel direction plan quelque soit sa
configuration. Aujourd’hui, presque tous les designs et les
études se focalisant sur de tels robots ne considèrent que le cas
de terrain plat et propres. Cet article présente les contraintes et
les directives pour construire un véhicule omnidirectionnel,
actionné par la technologie
Active Split Offset Caster,
pour
terrain difficile. Les contraintes géométriques sur les roues et
les
liaisons
sont
présentés
ainsi
qu’une
optimisation
de
l’isotropie du véhicule. L’architecture globale du système, tant
mécanique
qu’informatique,
est
analysée.
Les
résultats
expérimentaux sont aussi fournis.
Index
–
Véhicule
omnidirectionnel,
terrain
difficile,
isotropie, robot mobile, design
I. INTRODUCTION
Les robots mobiles trouvent de plus en plus d’applications
dans le domaine militaire, de la surveillance civile et de
l’exploration.
Ces
applications
requièrent
souvent
des
missions sur des sols rudes et escarpés. Actuellement, la
plupart de ces robots agiles utilise la direction Ackermann.
Les méthodes pour contrôler ces types de robots pour des
sols à la fois plat et raide ont été bien étudiées. Alors que ces
robots ont des performances correctes dans la plupart des
scénarios, la navigation dans un environnement urbain
caillouteux ou rempli d’obstacles peut s’avérer difficile voire
impossible. Cet état de fait est en partie dû à leur système de
direction qui les oblige à faire de nombreuses manœuvres
pour réorienter le véhicule, notamment lors de déplacement
latéraux. Les robots mobiles omnidirectionnels peuvent
potentiellement naviguer plus facilement et rapidement dans
ces environnements.
Un robot omnidirectionnel a la capacité de se déplacer
dans
n’importe
quel
direction
plan
quelque
soit
sa
configuration. Des chercheurs ont proposé et développés des
robots mobiles omnidirectionnels employant une large
variété de roues, comme par exemple les roues Roller,
Mecanum ou autres roues sphériques.
Un véhicule omnidirectionnel conduit par les modules
Active Split Offset Caster
(ASOC) a initialement été
introduit pour une utilisation intérieure. Ces modules ASOC
emploient des roues classiques qui n’utilisent pas de petits
rollers ou autres. Cela rend son utilisation propice à un
environnement extérieur sale. Ils peuvent être ainsi conçus
avec peu de contraintes sur le diamètre et l’épaisseur ce qui
le rend potentiellement résistant à de lourdes charges avec
peu de pression au sol. Finalement, les modules ASOC
peuvent intégrer des systèmes de suspensions qui permettent
la traversée de terrains instables.
Dans cet article, les différentes considérations pour
l’élaboration d’un tel robot sont présentées. Les paramètres
étant optimisés pour l’obtention d’une isotropie maximale.
L’architecture globale du véhicule ainsi que la structure du
code sont introduites.
II. DESCRIPTION DE L’
A
CTIVE
S
PLIT
O
FFSET
C
ASTER
Les modules de conduites de l’ASOC possèdent l’habilité
d’obtenir
l’omnidirectionnalité
grâce
au
contrôle
indépendant de deux roues. La figure 1 montre la géométrie
du module considéré dans cette étude. L’assemblage
consiste en une paire de roues séparées, un axe de connexion
et un lien décalé reliant la paire de roues au reste du corps du
robot. Chaque roue est indépendamment gérée par rapport à
l’axe
L'axe reliant la paire de roues peut pivoter sur l’axe
Cette liaison peut être active ou passive et permet ainsi
aux roues de s’adapter aux irrégularités du terrain ce qui
augmente la surface de contact au sol de chaque roue. Cet
ensemble roue-axe admet une rotation passive par rapport à
l’axe
. Ces axes connectent le module ASOC au reste du
corps du robot ou à des éléments de suspensions.
L
offset
est la
distance entre l'axe
et l’axe
,
L
split
étant la distance entre
les roues.
Figure 1: Vue de face et de côté du module Active Split Offset
Caster
En contrôlant la vitesse de chaque roué indépendamment,
le module ASOC peut produire des vitesses planes
rectilignes arbitraires d’un point situé sur l’axe
. Deux
ASOC ou plus attachés à un corps rigide permet ainsi de
produire des vitesses rectilignes et angulaires arbitraires.
Ainsi, un robot omnidirectionnel basé sur la technologie
ASOC doit posséder au moins deux modules ASOC.
Conception et validation d’un véhicule omnidirectionnel autonome
Olivier GAREZ
Institut National des Sciences Appliquées
Strasbourg, France
