Mots-clés : systèmes embarqués, agents mobiles, coopération, robotique, cartographie.
Encadrants : Assia Belbachir (IPSA) et Cédric Herpson (LIP6)
Contact (Candidature) : assia.belbachir@ipsa.fr
***
Nous nous intéressons au problème de l’exploration décentralisée et coopérative d’une zone inconnue à l’aide d’un nombre fixé d’entités homogènes. Chaque robot est autonome et est en mesure de raisonner et communiquer avec les autres membres du groupe. Chaque robot dispose d’une quantité d’énergie limitée. L’objectif est donc de concevoir une stratégie d’exploration collaborative qui garantisse la découverte complète de l’environnement tout en minimisant la quantité d’énergie utilisée. Les communications étant une source importante de consommation d’énergie, le nombre et taille des messages échangés devront faire partie intégrante de la stratégie d’exploration. Vous vous appuierez sur les travaux de [1,2] pour l’élaboration de la stratégie d’exploration.
Les robot que vous allez utiliser reposent sur une plateforme à quatre roue motrice dotée d’un capteur ultrason pour l’exploration de l’environnement, le tout asservi par un Raspberry Pi 3. La taille de la zone d'exploration est connue des agents et sa représentation repose sur une grille discrétisant celui-ci. De précédents travaux étudiants ont mis en œuvre une exploration mono-agent.
Le lien suivant vous illustre le fonctionnement de la plateforme actuelle et l'exploration faite par un robot : https://www.youtube.com/watch?v=-zpSHa0evBo
Les tâches à réaliser sont donc :
1. Compréhension de l'approche déjà implémenté en Python sur le robot (2s);
2. Définition des hypothèses de travail (positions initiales des robots connues ou non, portée des capteurs,..) et proposition d’une amélioration théorique de l'approche d'exploration présentée dans l'article [1] en prenant en compte la coopération (4s) ;
4. Implémenter et évaluer l'approche sur les robots (4s);
5. Proposer (et mettre en œuvre) une solution permettant de corriger au moins partiellement le problème de la dérive. (4s)
6, Livraison d'un rapport, du code, et de la documentation technique et fonctionnelle associée.
***
Nombre d’étudiants : 2
***
Prérequis : Bonnes connaissances en Python, C, linux (raspberry Pi 3)
Référence :
[1] Exploring unknown environments with mobile robots using coverage maps. Cyrill Stachniss, Wolfram Burgard. Proceeding IJCAI'03 Proceedings of the 18th international joint conference on Artificial intelligence, Pages 1127-1132, Acapulco, Mexico — August 09 - 15, 2003.
[2] Bautin, Antoine. Stratégie d'exploration multirobot fondées sur le calcul de champs de potentiels. Diss. Université de Lorraine, 2013.