Localisation relative de robots mobiles opérant en groupe

Abstract

Il y a plusieurs avantages à faire travailler des robots mobiles en groupe. Par exemple, un groupe de robots peut diviser une tâche en plusieurs sous-tâches à être effectuées individuellement par des membres du groupe. Lorsque les membres sont capables de se localiser les uns les autres, l'efficacité du groupe en est grandement augmentée. À cette fin, l'objectif du projet est de poursuivre le développement d'un système ultrasonique de localisation relative, système dénommé LAMP. Un premier prototype (LAMP-1) a été développé en 2002, mais sa fonctionnalité avec un groupe de robots n'avait pas été validée. De plus, certains problèmes d'interférence avec le système de détection d'obstacles des robots avaient été observés. Des modifications ont été apportées au système afin d'éliminer ces problèmes tout en conservant les capacités du système. La fréquence d'opération est passée de 40 kHz à 25.7 kHz et un filtre passe-bande a été ajouté afin d'éliminer les fausses détections. Une étude de différents paramètres concernant les réflecteurs utilisés pour rendre le système omnidirectionnel a aussi été effectuée. Le nouveau système (LAMP-2) affiche maintenant une portée de 6,7 m avec une erreur absolue moyenne de 8.03 mm sur la distance et de 3.07À sur l'angle. Sa période d'opération est de 300 ms pour un groupe de quatre robots. Le système LAMP-2 consomme 1.73 W et coûte environ 350 $ à fabriquer. Le système LAMP-2 a été utilisé avec succès pour contrôler des formations de quatre robots et améliore substantiellement les performances du groupe par rapport à celles obtenues lorsque la localisation des robots se fait par détection visuelle de couleur. LAMP-2 a aussi démontré qu'il peut être utilisé dans une combinaison humain-robot en équipant un humain d'un émetteur et en le faisant suivre par trois robots. Le système LAMP-2 peut être transformé en un système de positionnement absolu en plaçant un émetteur fixe dans l'environnement. Les possibilités d'utilisation très variées rendent donc le système LAMP-2 très intéressant pour différentes applications en robotique mobile.