5.3 Mise en place des diff´erentes tˆaches de navigation
5.4.2 Sc´enario 1 : d´eformation au milieu d’obstacles statiques 145
statiques
Le premier sc´enario pr´esent´e est une d´eformation de trajectoire au
milieu d’obstacles statiques uniquement. Un plan initial sans collisions
avec ceux-ci est calcul´e. Au cours de l’ex´ecution, la trajectoire est alors
simplement d´eform´ee de mani`ere `a s’´ecarter un peu plus des obstacles
statiques tout en gardant la la faisabilit´e de la trajectoire et la convergence
vers le but assur´ees. La Fig. 5.11 illustre `a la fois l’enregistrement de la
trajectoire d´eform´ee au cours du temps lors de l’un des tests de ce sc´enario,
ainsi que des captures de la vid´eo du mouvement ex´ecut´e par la chaise
correspondante (la vid´eo compl`ete est disponible `a l’adresse suivante :
http ://emotion.inrialpes.fr/fraichard/films/teddy-sc1-withoutObs.avi).
Bien que tr`es simple, ce sc´enario pr´eliminaire nous a permis de tester
le bon fonctionnement de l’architecture compl`ete de navigation. Les
perfor-mances de Teddy obtenues lors de trois tests de ce sc´enario sont r´esum´ees
en table 5.2. Le temps d’ex´ecution de Teddy est suffisamment faible pour
que le syst`eme ait le temps d’adapter la trajectoire suivie `a l’environnement.
Aucune difficult´e particuli`ere n’´etant `a souligner ici, la navigation s’effectue
sans collisions ni perte de connectivit´e.
N´eanmoins l’un des regrets du choix de l’architecture utilis´ee concerne
la conservation de la localisation interne de la chaise calcul´ee par rapport `a
146
5.4. EVALUATION DE L’APPROCHE DE D ´EFORMATION DE
TRAJECTOIRE
(a) t = 0 (b) t = 0
(c) t = 13 (d) t = 13
(e) t = 19 (f) t = 19
(g) t = 31 (h) t = 31
CHAPITRE 5. APPLICATION `A UNE CHAISE ROULANTE
AUTOMATIS ´EE 147
l’odom´etrie et `a la carte statique de r´ef´erence. Celle-ci ´etait en effet parfois
assez erron´ee. Sans disposer de mesure pr´ecise, l’erreur sur la localisation a
´et´e ´evalu´ee `a plusieurs dizaines de centim`etres pouvant atteindre 50 ou 60cm
dans les pires des cas pour des trajectoires d’`a peine une vingtaine de m`etres.
Si dans ce sc´enario, aucun soucis n’a ´et´e signal´e, cette erreur peut devenir vite
probl´ematique lors de la navigation dans des passages ´etroits ou au milieu
d’obstacles pouvant s’approcher fortement du robot. Le processus de
locali-sation sera donc certainement remplac´e pour de futures exp´erimentations.
Les donn´ees fournies par l’algorithme de d´etection et de suivi des
ob-stacles mobiles se sont av´er´ees ´egalement encore assez bruit´ees malgr´e les
pr´ecautions prises pour bien d´etecter les pi´etons. De nombreux faux positifs
ont ´et´e signal´es (apparitions d’obstacles mobiles n’existant pas). N´eanmoins,
leur apparitions ´etaient en g´en´eral suffisamment br`eves pour ne pas trop
influer sur la d´eformation de la trajectoire.
Ce premier sc´enario a ´egalement permis de valider les modules de
plani-fication et de suivi de trajectoire utilisant le g´en´erateur de trajectoire Tiji.
Ce dernier est certainement perfectible, n´eanmoins des r´esultats satisfaisants
ont ´et´e observ´es : lorsque la chaise roulante essaie de suivre une trajectoire
planifi´ee `a vitesse maximale grˆace `a ce processus, l’erreur entre la trajectoire
de r´ef´erence suivie et la position de la chaise suppos´ee (l’erreur sur la
locali-sation n’est ici pas prise en compte) au cours du temps n’exc`ede jamais une
quinzaine de centim`etres.
5.4.3 Sc´enario 2 : cisaillement
Le second sc´enario illustr´e est le cisaillement : ce dernier est
car-act´eris´e par un unique obstacle coupant le chemin du robot. Il est
int´eressant car probl´ematique pour une simple d´eformation de chemin,
qui se contenterait d’´etirer le chemin dans la mˆeme direction que la
marche de l’obstacle au fur et `a mesure que ce dernier avance (cf.
Sec-tion 3.2.6). La Fig. 5.12 illustre comme pr´ec´edemment `a la fois la trajectoire
d´eform´ee ainsi que le mouvement ex´ecut´e par la chaise roulante pour
suivre celle-ci (la vid´eo compl`ete est disponible `a l’adresse suivante :
http ://emotion.inrialpes.fr/fraichard/films/teddy-sc2-pathCutting.avi).
Comme il ´etait souhait´e, l’utilisation d’un mod`ele pr´evisionnel afin de
d´eformer la trajectoire a permis, contrairement `a la d´eformation de chemin,
d’adopter divers comportements : si l’obstacle avance assez vite, Teddy
d´eforme la trajectoire de mani`ere `a laisser passer l’obstacle et `a garder une
marge de s´ecurit´e suppl´ementaire apr`es son passage (cf.Fig. 5.12(e), 5.12(f)).
Si l’obstacle avance plus lentement, le robot acc´el`ere l´eg`erement et contourne
l’obstacle par l’avant tout en gardant ´egalement une distance de s´ecurit´e
148
5.4. EVALUATION DE L’APPROCHE DE D ´EFORMATION DE
TRAJECTOIRE
(a) t = 0 (b) t = 0
(c) t = 8 (d) t = 8
(e) t = 11 (f) t = 11
(g) t = 22 (h) t = 22
Figure 5.12 – Sc´enario 2 : Cisaillement. Un obstacle coupe le chemin suivi
par le robot.
CHAPITRE 5. APPLICATION `A UNE CHAISE ROULANTE
AUTOMATIS ´EE 149
Temps moyen Fr´equence moyenne Nombre de Perte de
d’ex´ecution (en ms) d’ex´ecution (en Hz) collisions connectivit´e ?
Test 1 88.18 11.34 0 Non
Test 2 105.93 9.44 0 Non
Test 3 95.97 10.42 0 Non
Table5.3 – Performances du processus de d´eformation de trajectoire Teddy
en pr´esence d’un obstacle coupant le chemin du robot pour diff´erents tests.
suffisante devant ce dernier.
Les performances de ce second sc´enario sont r´esum´ees en table 5.3. La
vitesse d’ex´ecution de Teddy a `a peine ´et´e alt´er´ee par rapport au sc´enario
pr´ec´edent, et permet au syst`eme d’ˆetre suffisamment r´eactif pour anticiper
le mouvement des obstacles. De nouveau, aucune collision ou perte de
con-nectivit´e n’ont ´et´e signal´ees.
Ce sc´enario demeure assez simple. De plus la m´ethode se basant sur
une pr´ediction du mouvement qui peut s’av´erer inexacte, rien n’assure
compl`etement la s´ecurit´e du syst`eme. Si l’obstacle s’´etait mis `a changer
constamment de vitesse et de direction, il n’est pas certain que le robot
aurait ´et´e capable de l’´eviter. Enfin, le t´el´em`etre laser ne disposant que d’un
champ de perception de 180 degr´es, le robot est compl`etement incapable
de percevoir l’obstacle durant l’intervalle de temps o`u il se trouve dans
son angle mort afin de la contourner. Un second t´el´em`etre laser devrait
ˆetre install´e prochainement `a l’arri`ere de la chaise roulante afin de pouvoir
continuer `a observer le comportement des obstacles dans ces conditions.
Dans le document
Navigation autonome en environnement dynamique : une approche par déformation de trajectoire
(Page 146-150)