Suivi d'une hypothèse unique

Lorsquelesdonnéesallothétiquesnesusentpaspour estimerlapositiondemanièreunique, une se onde sour e d'estimation de la position du robot est né essaire pour lever l'ambiguïté. Cette se onde estimation provient, d'une part de la position déterminée lors de la pré édente phase de lo alisation et, d'autre part, des données idiothétiques re ueillies depuis et instant. Lesméthodesprésentées dans ette se tionutilisent ette se ondeestimation pour séle tionner, à haqueinstant,lapositionquiestlaplus ohérente vis-à-visde ette estimation. Lespositions estiméesgrâ eauxdonnéesallothétiquesquinesontpas ompatiblesave lapositionpré édente

Dansune artetopologique,séle tionnerlen÷ud orre tparmilesn÷uds orrespondantaux donnéesallothétiques peutreposer simplement sur l'adja en eave len÷ud pré édent. Dans e as,len÷ud séle tionnéest elui qui est onne té au n÷udreprésentant laposition pré édente. Cetteinformationesttoutefoisrarementsusanteetlesrelationsmétriquesmémoriséesdansles arêtesentren÷udssontsouventutiliséesen omplément.Len÷udséle tionnéestdon eluidont lapositionrelativeparrapportaun÷udpré édent orrespondlemieuxauxdonnéesidiothétiques [Kuipersand Byun,1991 , Kunz etal.,1997, Dedeoglu etal.,1999 , Nehmzow andOwen,2000 ℄. Lorsqu'une position métrique est asso iée à haque n÷ud, 'estle n÷uddont la position est la pluspro he delapositionestimée parl'odométrie quiestséle tionné[Balakrishnan etal.,1999 , Kurz,1995 ,Yamau hi andBeer, 1996℄.

Certainsmodèlesfon tionnentdanslesensopposé.Aulieud'utiliserlesdonnéesidiothétiques pour séle tionner un n÷ud parmi les n÷uds possibles, ils utilisent esdonnées pour restreindre l'ensemble desn÷udspossiblesetutilisent ensuiteles donnéesallothétiquespour séle tionnerle n÷ud orre t parmi eux- i. Lesdonnées allothétiques sont, par exemple, utilisées pour hoisir unn÷udparmi touslesn÷uds adja entsaun÷udpré édent [Ulri hand Nourbakhsh, 2000℄, ou parmilesn÷udssusammentpro hesdelapositionestiméeparl'odométrie[VonWi hert, 1998 ℄. Enn, ertains modèles intègrent les deux étapes en une seule. Un paramètre mesure la probabilitéque haquen÷ud représente laposition ourante.Ce paramètre intègre,d'unepart, lasimilarité du n÷ud ave lasituation allothétique ourante, etd'autre partsa proximité ave la position estimée par l'odométrie. Le n÷ud ayant la plus forte probabilité peut alors être re onnu[Matari , 1992 ℄,ou laposition peutêtre estiméepar odage par populationde ve teurs enutilisant les probabilités al ulées [Arleo andGerstner, 2000 ,Touretzky etal.,1994 ℄.

Dans une arte métrique, l'estimation initiale de la position est utilisée pour restreindre l'espa e de re her he de la position orrespondant aux données allothétiques. Dans le as où la arte ontient des objets, une estimation de la position permet de simplier le pro-blème de l'appariement. En eet, dans le as où les senseurs sont soumis à un fort per- eptual aliasing, de nombreux objets identiques, situés à des positions diérentes, sont pré-sents dans la arte. Lorsque le robot perçoit un objet, déterminer quel objet a été perçu exige d'examiner un grand nombre de possibilités. L'estimation de la position du robot per-met don d'estimer la position des objets perçus et don de déterminer à quels objets de la arte ils orrespondent. Ce hoix se fait en général en appariant simplement haque objet perçu à l'objet mémorisé le plus pro he [Aya he andFaugeras, 1989 , Castellanos et al.,1999 , Cox, 1991, Dudek and Ma Kenzie, 1993 , Gomes-Mota andRibeiro,2000 , Leonard etal.,1992 , Moutarlierand Chatila,1990 , Smith etal.,1988 , Wijk andChristensen,2000 ℄. Une fois l'appa-riementee tué,lesobjetssontidentiéssansambiguïtéetpermettentdon d'estimerlaposition demanière unique.

Lorsque la position est déterminée par la mise en orrespondan e d'une arte lo ale et d'une arte globale, la position estimée est utilisée pour restreindre la re her he de la

po-S hultz and Adams, 1998, Thrun,1999 , Yamau hietal.,1999℄. La re her he du maximum de orrespondan eest simplement ee tuéesur unezone limitée autourde lapositionestimée pré- édemment. La zone étant de faible étendue, le problème de per eptual aliasing ne seposeplus etlare her he onduit à une position unique.

Lorsque la position orrespondant aux données allothétiques a été identiée de manière unique,elle peutêtre onsidérée dire tement omme lanouvelle estimationde lapositiondu ro-bot [Yamau hi etal.,1999, Gomes-Motaand Ribeiro,2000 , Wijkand Christensen,2000 ℄.

Cependant la plupart des modèles onsidèrent que ette estimation est enta hée

d'erreur, de la même manière que l'estimation initiale. La nouvelle position du

ro-bot est don en général une ombinaison de es deux positions. La plupart des

modèles [Aya he and Faugeras,1989 , Smith etal.,1988, Moutarlier and Chatila,1990 , Cox, 1991 , Leonard etal.,1992 , S hiele and Crowley,1994, Betke andGurvits, 1994 , Borghiand Brugali,1995, Luand Milios,1997, Castellanos etal.,1999 ℄ utilisent un ltre de Kalman [Maybe k, 1979 ℄ pour réaliser ette ombinaison. Ce ltre permet de al uler une estimation optimale de la position du robot, onnaissant les deux positions et leurs varian es respe tives. D'autresméthodessont également utilisablespour ombiner esdeux informations, par exemplelaminimisation d'unefon tionde oûtreliéeà esdeuxpositions[Thrun, 1999 ℄,ou l'utilisation de laméthode desmoindres arrés ré ursifs [Boley etal.,1996 ℄.

Lalimitationprin ipaledetoutes esméthodesdesuividepositionestqu'ellesnegarantissent unebonneestimationdelapositionquelo alement,autourdel'estimationinitialedelaposition. En pratique, si ette estimation initiale est trop éloignée de la position réelle, es modèles ne pourront pasestimer orre tement la position du robot ( f. gure 2.3). Ces modèles ne garan-tissent don pasquelaposition al uléesoit lapositionde la artequi orresponde globalement lemieux auxdonnéesre ueillies par lerobot etdon lapositionréelle laplusprobable.

Ceproblème prendtoute sonimportan e lorsque l'estimation de laposition est perturbée à la suite d'informations idiothétiques ou allothétiques erronées. En eet, de telles informations erronéespeuventfairedivergerl'estimationdelapositiondetellemanièrequelesystèmesoitpar la suite in apablede retrouver une estimation orre tede la position. L'animat est alors perdu tant qu'une nouvelle estimation orre tede laposition ne luiest pasfournie.

Laposition orre te de l'animatpourra ependant êtreretrouvée par l'une desméthodesde lo alisation globale dé rites dans le paragraphe pré édent. Cette position pourra ensuite être utilisée ommenouvelle position initiale dansle pro essusde suivi de position. Toutefois, ilest égalementpossibled'utiliserunedesméthodesdelo alisationglobaledé ritesdansleparagraphe suivantquipermettentdeneplusdépendred'uneestimationinitiale orre tedelaposition.Cette se ondesolution,quinerequiertpasl'utilisationséparéededeuxméthodesdelo alisationsemble

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