1 Projet B7 et projet AB11 : convoi par vision de robots mobiles, navigation de robots mobiles Client :M Lounis ADOUANE (CUST) Tuteur industriel : M Philippe.

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1 1 Projet B7 et projet AB11 : convoi par vision de robots mobiles, navigation de robots mobiles Client :M Lounis ADOUANE (CUST) Tuteur industriel : M Philippe BAUMULLER (NSE Intégration) Tuteur technique : M Jacques LAFFONT (CUST) M Roland CHAPUIS (CUST) M Thierry CHÂTEAU (CUST) Etudiants :Baptiste CARON Lise RENÉAUME Chen ZHANG Jin ZHAO

2 2 Cahier des charges Présentation robot et logiciel de contrôle Existants Produits livrables Proposition de projet Organigramme des tâches Diagramme de GANTT Conclusion

3 3 Etude du système robotique Modéliser et commander le robot

4 4 1 er objectif –Convoi de robot par vision Véhicule de tête contrôlé manuellement par un PC via une liaison TCP/IP Véhicule suiveur muni d’une caméra observant un motif plan sur le robot de devant Loi de commande pour le robot suiveur obtenue par analyse de l’orientation et de la position du robot de devant, donc grâce au plan motif Calculs effectués sur un PC déporté et connecté au robot via une liaison TCP/IP (x,y,θ) R1 R2

5 5 2 ème objectif –Localisation de robot Mise en place d’une localisation relative Mise en place d’une localisation absolue Fusion des deux informations avec le filtre de Kalman pour une meilleure précision de localisation Calculs effectués sur un PC déporté et connecté au robot via une liaison TCP/IP Robot Ou suis-je ??? Espace

6 6

7 7 Caméra Connexion TCP-IP : filaire ou Wifi 4 encodeurs => vitesse de rotation Infrarouge => mesure de distance Infrarouge encodeur caméra Wifi

8 8 Interface logicielle

9 9 Joystick virtuel

10 10 3 robots Wifibots + accessoires CD d’informations –Logiciel de contrôle –Exemples de codes –Documentation sur le robot

11 11 Démonstration d’un convoi par vision de 2 robots connectés chacun à un PC via une liaison filaire TCP/IP Robot donnant sa position grâce à une localisation absolue Robot donnant sa position grâce à une localisation relative Fusion si possible des deux localisations avec le filtre de Kalman pour une localisation plus précise

12 12 Modéliser le robot –Robot différentiel : x X Y y ω L VgVg VdVd φgφg φdφd V

13 13 Commander le robot + réception des informations capteurs Commande Programmation C Commande 4 roues Réception capteurs Programmation C Informations capteurs

14 14 Commander caméra + réception image Commande Programmation C Commande caméra Réception image Programmation C Image

15 15 Choix plan motif pour repérer sa position et son orientation

16 16 Analyser ce plan motif pour obtenir sa position et son orientation Analyse plan motif Image (x,y,θ) = position et orientation du plan motif

17 17 –Recherche amas bleus par vote Ecart type = rayon tâches Vote Distance Motif planImage Extraction pixels bleus par seuillage Votes de tous les autres points

18 18 –Détermination de position et de l’orientation du motif plan Utilisation de l’algorithme POSIT (Daniel Dementhon) Implique la connaissance de la distance focale de la caméra

19 19 Commande régulée –Régulation PID pour la commande des 4 roues –Essai du convoi avec une trajectoire simple (x,y,θ) R1 R2 Commande régulé (x,y,θ)Commande 4 roues

20 20 Xr Yr xkxk E θkθk X Y ykyk Localisation relative (x k+1,y k+1,θ k+1 ) (x k, y k ) Δd d et Δd g Δd d et Δd g = déplacements élémentaires des roues droite et gauche Localisation relative

21 21 Erreur de position –Description d’une trajectoire carrée X Y Trajectoire idéale Trajectoire réelle Position donné avec l’odomètre Position réelle du robot

22 22 Localisation absolue –Triangulation par rapport à 3 balises (plan motif) Y (x1,y1) (x2,y2) (x3,y3) d1 d3 d2 X Localisation absolue d1,d2,d3 (x,y) (x1,y1) (x2,y2) (x3,y3) x y

23 23 Fusion de la localisation relative et absolue avec le filtre de Kalman –La fusion des deux localisations donne une position et une orientation du robot plus précise de la position réelle (x p, y p,θ p ) Filtre de Kalman (x r, y r,θ r ) (x a, y a,θ a )

24 24 Budget –Prévoir l’achat de câbles plus longs pour la connexion entre le PC et le Robot –Prévoir l’achat de 3 paires de batteries

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26 26 Réception image Réception informations odomètres Kalman Développement localisation absolue Analyse motif plan Commande régulée Test convoi Commande caméra Commande du robot avec un programme C Joystick virtuel Test localisation relative Test localisation absolue Test fusion des 2 localisations Développement localisation relative CONVOI DE ROBOTS LOCALISATION RELATIVE LOCALISATION ABSOLUE

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29 29 Diagramme de GANTT prévisionnel Projet réalisable dans le temps imparti avec les 4 étudiants