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Objetif des travaux

Dans le document en fr (Page 37-41)

L'objetif de la thèse est de proposer des solutions permettant d'aboutir

à unsystème globalde guidageautomatiquede véhiulemobileintégrantles

moyens de pereption et de ontrle. La tâhe de pereption qui se ompose

de la reonstrution 3D de l'environnement et de la loalisation du véhiule

ne sera pas traitée dans e mémoire mais est en ours de développement par

un autreétudiant.Ellesera dononsidérée ommeaquise.Cettetâhe aura

pourmission de fournirun ModèleNumérique de Terrain(MNT) permettant

d'évaluerlafranhissabilitédel'environnementproheduvéhiule.Lapriseen

omptede l'inertitudede laloalisationfournie etdesbesoinsde ettetâhe

notammententermesdevitessesmaximalesadmissiblesserabientraitéedans

e manusrit.

Notre système sera omposé d'un module de génération de trajetoires

dont le prinipe sera d'établir uniquement des trajetoires réalisables par le

véhiule.C'est-à-direqu'ilprendraenomptelesaratéristiquesinématiques

du robot. Ensuite, le système alulera les poses suessives du robot sur le

Modèle Numérique de Terrain pour déterminer l'évolution de son tangageet

de son roulis.Ces données servirontàl'évaluationdelavitesse admissibledes

trajetoires.

Lorsque le système aura toutes es informations, il devra hoisir la

meilleure trajetoire parmi elles qu'il aura générées. Pour ela, il faudra

dénir un ritère lié au omportement du véhiule souhaité par l'opérateur.

Ce ritère intègrera l'éart entre la position du véhiule et la trajetoire de

référene mais également des ontraintes de l'appliation tels que la vitesse

moyenne etla onsommationd'énergie.

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Méthode proposée pour préserver

l'intégrité physique d'un véhiule

évoluant dans un monde ouvert

Comme déjà évoqué préédemment, es travaux ont pour but d'établirla

meilleurestratégiede navigationpour aller leplus vite possible d'un pointA

à B tout en préservant l'intégrité physique du véhiule. Ce hapitre a pour

objetifde présenterlesystèmedanssonintégralitéd'unpointdevueguidage

(latâhe de pereption étantsupposée aquise). Maisavantde dérire en

dé-tailslesystème deguidage,ilparaîtnéessaire deparlerde l'idéegénérale sur

laquellelesystèmeestbasé:lanotiondel'espaedesvitesses admissibles.

3.1 Espae des vitesses admissibles

Commevupréédemment,pourgarantirl'intégritéphysiqued'unvéhiule,

nous avons deux solutions qui onsistent à éviter les éléments dangereux ou

dans la mesure du possible à les franhirà vitesse restreinte. Une idée serait

de fusionneres deux stratégies an d'avoirun système totalementautonome

quelquesoitl'environnementà traverser. Grâeà lafusionde es deux types

de méthodes, nous parviendrons àavoir une nouvelleméthode plus générale.

Cependant, le onept d'obstale est souvent ompris omme un onept

binaire. De plus, dans un environnement ouvert, à part les éléments omme

des arbres ou un mur, il est diile de aratériser les éléments qui soient

totalementinfranhissables. Parexemple,un trottoirest franhissableàfaible

vitesse etdevient un obstale à haute vitesse pour un véhiule urbain. Mais,

e même trottoir peut être franhissable à toutes les vitesses pour un har

d'assaut. Alorspeut-on onsidérerletrottoir ommeun obstalepuisqueela

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24 d'un véhiule évoluant dans un monde ouvert

Nous allons par la suite de e manusrit remplaer la notion d'obstale par

la aratérisation de la surfae de navigation en terme de vitesse admissible

de franhissement en fontion des aratéristiques intrinsèques du véhiule

étudié (voir gure 3.1). Ainsi par exemple un trottoir a une vitesse de

franhissement faible, un sol plat a une vitesse de franhissement très élevé,

un arbre etun muront une vitesse de franhissement nulle pour le véhiule.

Figure 3.1 Illustration de laaratérisation de l'environnement en vitesse

admissible

Cettearatérisationde lasurfaedenavigationpeutêtrenomméeomme

l'espae des vitesses admissibles par le véhiule. Cependant, l'analysede

la surfae de navigation est omplexe. En eet, le but de ette analyse étant

de déterminer lavitesseadmissibledu véhiule pour franhirl'environnement

sans risque de renversement oude ollision,ilest néessaire de prédirele

tan-gage, le roulis etle laet sur toute lasurfae potentiellement parourue. Sile

roulis et le tangage sont une ause évidente d'instabilité, l'inuene du laet

est moins laire. Une illustrationpeut être donnée ave le as d'un véhiule

franhissant un trottoir. Le véhiule franhit le trottoir presque

perpendiu-lairement à elui-i, il aura du tangage mais pas de roulis. Par ontre, si

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de roulis et peu de tangage. Par onséquent, pour déterminer un espae de

vitesse admissiblesur une surfae,nous avons besoin detrois paramètres

ren-dant l'analyse omplexe et le temps de alul diilement ompatible ave

une appliation temps-réel.

Nous proposons de simplier la problématique en étudiant "seulement" un

sous-ensemble de trajetoires possibles ayant omme support la surfae

on-sidérée([Debain 2010a℄,[Delmas2009℄).Celapermetl'estimationdelavitesse

admissible le long d'une trajetoire dérite en fontion de son absisse

urviligne.La gestion de toutes les trajetoires utiles dans la surfae

de navigation est réalisée en évaluant le prol de vitesse admissible

de haque trajetoire et nalement en hoisissant la meilleure.

Plus préisément, notresystème de guidageest dérit par leshéma de la

gure3.2quimontrelesdiérentes étapesnéessaires auhoixde lameilleure

trajetoire.

Figure3.2 Présentation des diérentes étapes de notresystème

A haque itérationdu système, elui-i doit :

Foaliser sur la zone de navigation : en eet pour être

ompati-ble ave une appliation temps-réel une première idée est de ne traiter

queles informationsutiles aubonfontionnementde haque tâhe. Par

onséquent, le système devient plus optimal d'un point de vue de la

gestion des ressoures. Le système doit solliiter la partie responsable

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26 d'un véhiule évoluant dans un monde ouvert

aubon déroulement de l'appliation. Pour l'être humain, il s'agiraitde

regarder où il marhe. Cette zone d'attention dépend de la trajetoire

de référene, du ouloir de navigation, de l'état du système (position

absolue+inertitudeassoiée) etdes apaités demobilitédu véhiule.

Génération de trajetoires : omme nous l'avons expliqué aupara-vant,lavitesse admissiblepour franhirl'environnement(rappelonsque

ettevitessepeut-êtrenulle)seraestiméelelongdetrajetoiresgénérées

parlesystème.Cestrajetoiresdoiventêtreen aordave lesapaités

inématiques du véhiule et doivent se trouver dans la zone de

naviga-tion.

Evaluation des prols de vitesse admissible : grâe au Modèle

Numérique de Terrain (MNT) fourni par la tâhe de pereption, nous

allons déterminer les poses suessives du robot sur es trajetoires

généréesetainsi déterminerleprol de vitesseadmissiblepour haune

d'entre elles.C'est-à-dire déterminer leprol de vitesse qui respete les

onditionsde stabilitédu véhiule.

Séletion de la meilleure trajetoire : ayant toutes les trajetoires et leur prol de vitesse admissible assoié, il faut hoisir la meilleure

grâe à la minimisation d'un ritère que l'on a déni et qui dépend de

l'appliationsouhaitée par l'opérateur.

Commandeduvéhiule:ensuite,nousdevonsommanderlevéhiule

queela soit sur l'angle de braquage ousur lavitesse an qu'ilsuive la

trajetoirepréalablementséletionnéeetrespetel'intégritéphysiquedu

véhiule.

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