Activités et Avancées

Planning du projet

Le projet Adap2E a été lancé mi novembre 2014 pour une durée de 42 mois. Il s’articule autours de plusieurs axes (plate-forme mécanique, perception & commande, décision & reconfiguration) et comporte plusieurs phases (comme illustré ci-dessous). La première qui s’achève début 2016 concerne la définition des scénarios de validation, la conception de la partie mécanique, et le développement des commandes élémentaires. Elle permet de définir les modes de fonctionnement adaptés aux différentes opérations considérées dans le projet. La fabrication de la plate-forme permettra de tester in-situ ces modes, planifié de façon préalable fin 2016. La reconfiguration et la prise de décision en temps réel sera l’objet des travaux de l’année 2017. Ils permettront à la machine de s reconfigurer en temps réel en fonction du contexte et de la tâche. Ces derniers développements seront testés et optimisé début 2018 pour une démonstration finale prévue en avril.

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Scénarios de démonstration

Plusieurs scénarios représentatifs des tâches agricoles ont été retenus, incluant des événements inattendus pour le robot. Ils prennent en compte la multiplicité des cas de figures autours de 4 thématiques dont les besoins sont particulièrement prégnants en agriculture :

– L’assistance à l’opérateur

– La réalisation d’un tache agronomique incluant l’utilisation d’un outil (pulvérisation, binage, …)

– La collecte autonome d’information

– Le transport de matériel vers une parcelle

Architecture(s) mécanique(s) reconfigurable(s)

Une des originalités de ce projet est de proposer un système mécanique doté de degrés de liberté l’autorisant à adapter ses propriétés mécaniques pour affronter différentes situations et notamment :

– une voie et un empattement variables

– une garde au sol évolutive, pour passer entre des rangs ou les enjamber.

– des suspensions pilotables pour les raidir ou assouplir en fonction des conditions de sol

Plusieurs concepts ont été étudiés, débouchant sur plusieurs types de solutions. Plusieurs esquisses de châssis ont notamment été définie.

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Ces concepts ont permis de concevoir un châssis reconfigurable

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Aujourd’hui, au-delà du châssis unique, le projet accroît la modularité en étendant la notion de système robotique à un volet multi-robots, permettant d’envisager la réalisation de

tâche de façon coordonnée.

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Aujourd’hui, ces concepts se concrétise par la fabrication du système robotique pour lequel des appels d’offres seront lancé en mars 2016

Percevoir l’environnement avec plusieurs approch

es

Basée en premier lieu sur des algorithmes de perception existants (détection de personne, fusion GPS, centrale inertielle, détection par vision de structures), plusieurs approches additionnelles ont été réalisée dans le cadre de la première phase du projet. Pour le suivi de structure tout d’abord, des approches de comparaison et fusion entre laser et vision ont été développées, permettant de répondre à la problématique du suivi de contour (rang de végétation, bord de chemin, mur, …)

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Le verrous le plus important reste néanmoins la perception 3D afin de pourvoir détecter des obstacles et plus généralement de juger du caractère traversable d’une zone devant le robot. Si l’utilisation de lidar 3D, comme le Velodyne, permet d’obtenir une réalité terrain, ce projet envisage des approches nécessitant des capteurs moins onéreux. En particulier, le couplage entre stéréovision et caméra temps de vol (ToF – Time of Flight) est un travail en cours de réalisation.

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Au-delà de la localisation et la perception, il s’agit également de pouvoir évaluer en temps réel la précision des algorithmes en vue de garantir les performances et d’adapter le comportement du robot en cas de difficulté de perception (limitation de vitesse, modification de la hauteur, etc.).

Lois de commande et comportements

Le contrôle comprend ici deux volets : l’asservissement « intègre » des déplacements et le pilotage des mobilités du châssis reconfigurable (hauteur, suspensions, etc.).

En premier, lieu le contrôle des déplacements a tout d’abord exploités les lois de commandes obtenues dans des projets précédents ou connexes, afin d’obtenir un asservissement précis des déplacements. Néanmoins le contrôle d’un robot dans des zones difficiles, comme les milieux naturels, requière la prise en compte des limitations physiques du robot afin d’éviter les situations critiques que sont : le renversement, l’enlisement ou les phénomènes de tête à queue, la collision avec un obstacle. La préservation de la sécurité passe par la nécessaire modulation de la vitesse et des trajectoires. Aussi, la première année du projet a été consacrée sur la synthèse de mode de commande capables d’appréhender les risques et d’être robuste vis-à-vis des variations de vitesse. La figure ci-dessous illustre les différents modes de commande des déplacements réalisés à ce jour et en cours de test et de validation.

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Les travaux en cours concernant les déplacements se focalisent sur la perception attentionnelle, et notamment sur la modification des déplacements pour garantir une bonne visibilité de la scène ou la précision des informations de localisation.

Les développements en cours sont essentiellement portés sur la modification de la configuration du robot et son association avec d’autres robots pour concevoir un système robotique reconfigurable.