E.5 Contrˆoleur de trajectoire r´eactif
E.5.5 R´esults et comparaison
Nous nous focalisons ici sur quelques r´esultat qui montre comment le contrˆoleur est int´egr´e dans un manipulateur qui interagit avec les humains. Les performances de g´en´erateur de trajectoire sont pr´esent´es plus en d´etail dans [Broquere 08c].
La figure E.25pr´esente les r´esultats d’un suivi de cible par le contrˆoleur pendant 25s. Afin de simplifier, nous ne pr´esentons que l’axe X . La ligne pointill´ee noire correspond `a la position de la cible g´en´er´ee par le syst`eme de vision 3D. La ligne rouge correspond `a la position du robot. Les deux courbes du bas montrent la vitesse et l’acc´el´eration. Tout
Figure E.25: R´esultats d’un suivi de cible : position en m, vitesse en ms−1et acc´el´eration en ms−2de l’organe terminal du robot pendant une phase de suivie de 25 s. La ligne pointill´ee noire correspond `a la position de la cible, on peut observer le bruit du syst`eme de vision 3D. La ligne rouge correspond `a la position du robot qui suit la cible avec un retard. La position du robot est calcul´ee `a l’aide du mod`ele g´eom´etrique et des positions articulaires mesur´ees alors que sa vitesse et son acc´el´eration sont obtenues par d´erivation. La vitesse, l’acc´el´eration ´etant le jerk sont limit´es, le mouvement de suivi est souple.
d’abord, nous pouvons remarquer que le contrˆoleur se comporte de mani`ere robuste en pr´esence de bruit sur le signal d’entr´ee. D’autre part, la vitesse, l’acc´el´eration et le jerk du robot sont born´es car le syst`eme calcule des trajectoires de type V.
La figureE.26montre une tˆache compl`ete de manipulation qui illustre le comportement du contrˆoleur. L’´evolution de la position du robot est pr´esent´ee sur la figureE.27dans les coordonn´ees du rep`ere de base du robot (voir figureE.18). Lorsque le robot voit l’objet tendu par l’humain, la tˆache de planification calcule une prise, puis un chemin et enfin la trajectoire pour que le robot r´ealise la tˆache.
Le contrˆoleur divise la trajectoire en trois segments et choisit un mode de contrˆole pour construire une primitive de contrˆole pour chaque segment. Le premier segment est un suivi de trajectoire d´efinie dans le rep`ere du robot, le second d´efinit un suivi du point d’entr´e de la trajectoire du troisi`eme et le dernier segment d´efinit un suivi de trajectoire d´efini dans le rep`ere de l’objet.
Pendant le suivi de cible, l’humain est distrait par l’arriv´ee d’un second humain et prend un moment pour donner un deuxi`eme objet `a cette personne. Le logiciel d´etecte cet
Figure E.26: (1): Le contrˆoleur doit assurer la saisie de l’objet tendu par un humain. Il suit le premier segment de trajectoire dans le rep`ere du robot. (2): L’objet de d´eplace et le robot suit la cible. (3): Un deuxi`eme humain distrait l’humain qui tend l’objet, et le contrˆoleur suspend la tˆache. (4): L’humain reprend la tˆache et tend `a nouveau la cassette au robot qui reprend lui aussi la tˆache et attrape l’objet.
´ev´enement en surveillant le coˆut de la carte de visibilit´e de l’humain. Suite `a cet ´ev´enement, le contrˆoleur suspend la tˆache. Lorsque l’humain regarde `a nouveau le robot et qu’il ram`ene l’objet dans la zone de l’´echange, le contrˆoleur reprend le suivi, puis termine la tˆache.
La performance du suivi de cible peut ˆetre observ´e entre les instants b et c d’une part et d et e d’autre part. Le contrˆoleur a accompli la tˆache sans que le planificateur ait dˆu re-planifier la tˆache ou la trajectoire. Ces r´esultats montrent la r´eactivit´e des contrˆoleurs bas´es sur la g´en´eration de trajectoire en ligne et en particulier la r´eactivit´e vis `a vis des hu- mains. Ce type de contrˆoleur facilite l’interaction avec les humains. Avant la r´ealisation de ce contrˆoleur, l’humain devait tendre l’objet sans bouger pour que le robot le saisisse, main- tenant le robot peut r´ealiser la tˆache mˆeme si l’humain bouge sa main pendant l’´echange.
E.5.6 Conclusion
Nous avons pr´esent´e un contrˆoleur de trajectoire r´eactif et montr´e quelques r´esultats relatifs `a la saisie par le robot d’un objet tendu par un humain.
Les premiers r´esultats pr´esent´es illustrent la polyvalence des contrˆoleurs bas´es sur la g´en´eration de la trajectoire en ligne. Dans l’exemple pr´esent´e ici, le contrˆoleur change de rep`ere et suspend la tˆache pendant que l’humain est distrait.
Figure E.27: Mouvement de l’organe terminal du robot dans le rep`ere du robot. Le mouve- ment commence `a l’instant a. De a `a b, le contrˆoleur suit le premier segment de trajectoire T1 dans Fr. De b `a c et de d `a e: le contrˆoleur r´ealise un suivi de cible. De c `a d: le contrˆoleur suspend la tˆache. De e `a la fin: le mouvement de saisi est contrˆol´e dans le rep`ere Fo.
Le contrˆoleur de trajectoire propos´ee utilise un g´en´erateur de trajectoire en ligne pour construire une trajectoire qui rejoint la trajectoire `a suivre. Il est tr`es simple `a utiliser et `a mettre en œuvre et fournit une solution efficace pour suivre des trajectoires ou des objets en mouvement dans le contexte de l’interaction entre humains et robots. Plus pr´ecis´ement, il peut adapter les limites cin´ematiques `a l’´etat ´evolutif de la sc`ene et commuter entre deux trajectoires ou deux modes de contrˆole.
Le d´efi est maintenant d’´etendre ce type de contrˆoleur de trajectoire et le concept de primitives de contrˆole pour g´erer les forces et donc les ´ev´enements produit par la surveil- lance des forces. De mˆeme l’extension au contrˆole de manipulateurs mobiles `a deux bras soul`eve de nombreux probl`emes int´eressants.