Localisation multi-robot à l’aide d’un sol intelligent

Auteur : Francis Colas et Vincent Thomas

Informations générales

Encadrants	Francis Colas	Vincent Thomas	François Charpillet
Adresse
Téléphone	03 54 95 86 30	03 54 95 85 08
Email	francis.colas@inria.fr	vincent.thomas@loria.fr	francois.charpillet@inria.fr
Bureau	C125	C125	C123

Motivation

Les systèmes robotiques, constitués de plusieurs robots en interaction et disposant d’une multitude de capteurs de l’environnement, ont le potentiel pour être plus robustes que des robots monolithiques. Dans l’appartement intelligent, nous disposons d’un sol instrumenté composé de dalles. Chaque dalle dispose de quatre capteurs de pression, un à chacun de ses coins. On souhaite ainsi utiliser ces nombreux capteurs (au nombre d’environ 400) pour aider un ou plusieurs robots à se localiser au sein de l’appartement.

Sujet

Un problème majeur est le niveau de bruit des capteurs, en regard des forces en jeu. En particulier, lorsqu’un robot léger change de dalle, son poids se répartit entre les différentes dalles et chaque dalle n’en perçoit plus qu’une partie noyée par le niveau de bruit.

Actuellement, l’équipe Larsen dispose déjà d’une chaine de traitement en place avec étalonnage de chaque capteur, rejet des dalles vides à l’aide d’un modèle probabiliste et filtrage de Kalman pour estimer la position du centre de pression d’un robot. L’an dernier, un stage de master a commencé à étendre ce travail à plusieurs robots en utilisant des algorithmes standard d’association de données.

Le but du stage est de consolider cette solution, notamment en regard des pré-traitements des observations brutes des capteurs. Un des problèmes identifiés reste la phase de rejet des dalles qui peut être améliorée en prenant en compte une contrainte de localité vis-à-vis des robots existants, l’historique temporel, ou même en faisant une pondération plutôt qu’un rejet.

En fonction de l’avancée du stage et des résultats obtenus, un dernier axe de recherche consisterait à utiliser le même système de capteurs pour suivre des personnes au sein de l’environnement.

Cadre du travail

Ce projet se situe dans le cadre de la recherche autour de l’appartement intelligent pour le service à la personne. Le stage se place ainsi dans le cadre d’un environnement d’intérieur structuré et sur un seul niveau.

Nous disposons de plusieurs plateformes robotiques de poids différent, essentiellement des robots différentiels équipés de différents capteurs tels que des télémètres laser ou des caméras de profondeur. De manière à acquérir une vérité terrain, l’environnement est doté d’un système de capture du mouvement qui permet de mesurer en continu la pose des robots.

References

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Rio M., Colas F., Andries M. and Charpillet F. (2016) Probabilistic sensor data processing for robot localisation on load-sensing floors. Submitted to ICRA 2016.