Cette thèse se place dans le cadre de la commande des manipulateurs mobiles hybrides holonomes/ non-holonomes, c'est-à-dire des robots constitués d'un bras manipulateur embarqué sur une plate-forme porteuse. L'objectif de ce travail est de fournir un cadre méthodologique pour la synthèse de lois de commande par retour d'état de tels systèmes, en partant du constat qu'une stratégie de coordination entre la plate-forme et le manipulateur requiert génériquement de commander la situation complète de la plate-forme. L'originalité des deux nouvelles approches proposées est de permettre un contrôle coordonné d'une tâche prioritaire de manipulation et d'une tâche secondaire de locomotion, obtenu via la stabilisation pratique de la situation complète de la plate-forme le long d'une trajectoire de référence quelconque. Ces deux méthodes génériques s'appuient sur la fusion de deux outils de commande : l'approche par fonctions de tâches, dédiée au contrôle des bras manipulateurs, et l'approche par fonctions transverses, consacrée à la commande des plate-formes non-holonomes. Différentes applications de suivi de cible valident la flexibilité et la polyvalence de ces approches de commande à travers le choix de plusieurs stratégies de coopération entre manipulation et locomotion.

LE TRAVAIL PRESENTE DANS CE MEMOIRE S'INSCRIT DANS LE CADRE DE LA PLANIFICATION DE TRAJECTOIRES POUR ROBOTS MOBILES NON HOLONOMES. IL CONCERNE LA RECHERCHE DE TRAJECTOIRES OPTIMALES. LE PRINCIPAL MODELE ETUDIE EST UN ROBOT DE TYPE VOITURE, ASTREINT A SE DEPLACER TANGENTIELLEMENT A SON AXE PRINCIPAL SUR DES TRAJECTOIRES DONT LA COURBURE EST BORNEE. L'AUTEUR MONTRE COMMENT CARACTERISER COMPLETEMENT UN PLUS COURT CHEMIN ENTRE DEUX CONFIGURATIONS QUELCONQUES. CE TRAVAIL S'APPUIE SUR DES RESULTATS D'AUTRES AUTEURS DETERMINANT UNE FAMILLE REDUITE DE TRAJECTOIRES, SUFFISAMMENT RICHE POUR TOUJOURS CONTENIR UNE SOLUTION. L'AUTEUR UTILISE CE RESULTAT EN COUPLANT UNE METHODE GEOMETRIQUE AVEC LES CONDITIONS NECESSAIRES DU PRINCIPE DU MAXIMUM DE PONTRIAGUINE (PMP). LE PROBLEME EST AINSI COMPLETEMENT RESOLU PAR LA DONNEE D'UNE SYNTHESE DES PLUS COURTS CHEMINS DANS L'ESPACE DES CONFIGURATIONS. CE RESULTAT CONSTITUE UN REMARQUABLE EXEMPLE DE SYNTHESE REGULIERE POUR UN SYSTEME NON LINEAIRE DANS UN ESPACE A TROIS DIMENSIONS. LA FORME EXACTE DES BOULES ASSOCIEES A LA METRIQUE INDUITE PAR LES PLUS COURTS CHEMINS EST ENSUITE CALCULEE, CELA CONSTITUE UN OUTIL ESSENTIEL POUR LA PLANIFICATION ET L'EVALUATION DE LA COMPLEXITE ALGORITHMIQUE. PAR UN CALCUL DES COURBES D'ISODISTANCE DANS L'ESPACE DES CONFIGURATIONS L'AUTEUR MET EN EVIDENCE L'EXISTENCE DE PLUSIEURS FRONTS D'ONDE EXPLIQUANT LES LIMITES DE PRECISION DES INFORMATIONS DONNEES PAR LA PMP. L'ENSEMBLE D'ACCESSIBILITE DE LA VOITURE EST ENSUITE OBTENU PAR LA RESOLUTION DU PROBLEME A ORIENTATION FINALE LIBRE. LA METHODE EST ALORS REUTILISEE POUR CONSTRUIRE UNE SYNTHESE DES PLUS COURTS CHEMINS POUR LE MODELE D'UNE VOITURE EVOLUANT UNIQUEMENT EN MARCHE AVANT. LE DERNIER MODELE ETUDIE POSSEDE UN SYSTEME DE LOCOMOTION CONSTITUE DE DEUX ROUES INDEPENDANTES COMMANDEES EN ACCELERATION. DANS CE CAS, A PARTIR D'UNE ANALYSE DES EXTREMALES DONNEES PAR LE PMP POUR LE PROBLEME EN TEMPS MINIMAL, L'AUTEUR PRESENTE UNE METHODE POUR LE LISSAGE DE LIGNES BRISEES

L'EVOLUTION DE LA ROBOTIQUE CES DERNIERES ANNEES S'EST TOURNEE VERS DES SYSTEMES PRESENTANT A LA FOIS DES DEGRES DE MOBILITE ET DE MANIPULATION. DE TELS SYSTEMES SONT APPELES MANIPULATEURS MOBILES. LA TACHE A REALISER DANS LE CADRE DE CETTE THESE EST UNE TACHE DE POSITIONNEMENT DE L'EXTREMITE DE L'EFFECTEUR, - EN POSITION ET EN ORIENTATION -, EN VUE DE SAISIR UN OBJET. LE SYSTEME CONSIDERE, COMPOSE D'UNE PART D'UN VEHICULE DE TYPE VOITURE PRESENTANT UNE CONTRAINTE DE NON-HOLONOMIE ET D'AUTRE PART D'UN BRAS MANIPULATEUR, EST REDONDANT PAR RAPPORT A LA TACHE A REALISER. DEUX APPROCHES DE GENERATION DE MOUVEMENTS SONT PRESENTEES. LA PREMIERE, DITE LOCALE TENTE A CHAQUE INSTANT DE SE RAPPROCHER DU BUT SANS CONTRAINTE A PRIORI SUR LE TYPE DE TRAJECTOIRE FINALE OBTENUE. LA SECONDE APPROCHE, DITE GLOBALE, CONSIDERE LA TRAJECTOIRE GLOBALE DU SYSTEME ET CALCULE LES VARIABLES ARTICULAIRES TELLES QUE LA TRAJECTOIRE GLOBALE SOIT REALISABLE. APRES AVOIR OBTENU UNE SEQUENCE DE POINTS DE PASSAGE ET DE VARIABLES ARTICULAIRES DU GENERATEUR CITE CI-DESSUS, LA QUESTION DU SUIVI DE TRAJECTOIRE A L'AIDE DU PROTOTYPE DE MANIPULATEUR MOBILE DU LIRMM EST POSEE. UN ASSERVISSEMENT DANS L'ESPACE ARTICULAIRE EST PRESENTE, ACCOMPAGNE DE RESULTATS EXPERIMENTAUX. UN ASSERVISSEMENT DANS LES ESPACES DE CALCUL EST EGALEMENT PROPOSE ET DISCUTE.

This book includes the thoroughly refereed post-conference proceedings of the 14th RoboCup International Symposium, held in Singapore, in June, 2010 - representing the scientific tracks structured in four sessions entitled simulation and rescue robots; robot perception and localization; robot motion and humanoid robots; and human robot interaction and semantic scene analysis. The 20 revised full papers and 16 revised short papers presented were carefully reviewed and selected from 78 submissions. Documenting the research advances of the RoboCup community since the predecessor symposium, this book constitutes a valuable source of reference and inspiration for R&D professionals interested in RoboCup or in robotics and distributed AI more generally.

Based on the successful Modelling and Control of Robot Manipulators by Sciavicco and Siciliano (Springer, 2000), Robotics provides the basic know-how on the foundations of robotics: modelling, planning and control. It has been expanded to include coverage of mobile robots, visual control and motion planning. A variety of problems is raised throughout, and the proper tools to find engineering-oriented solutions are introduced and explained. The text includes coverage of fundamental topics like kinematics, and trajectory planning and related technological aspects including actuators and sensors. To impart practical skill, examples and case studies are carefully worked out and interwoven through the text, with frequent resort to simulation. In addition, end-of-chapter exercises are proposed, and the book is accompanied by an electronic solutions manual containing the MATLAB® code for computer problems; this is available free of charge to those adopting this volume as a textbook for courses.