Projet DÉDALE: système de navigation autonome

Denis Poussart 


Contexte

Il existe nombre d'applications émergentes qui reposent sur l'intégration de technologies reliées à l'imagerie, aux communications informatiques, à la robotique et aux interfaces personnes-machines.

Nous explorerons ici certains de ces éléments.

Description

DÉDALE est un système qui permet d'évaluer, par simulation, comment un véhicule doté de capteur(s) et d'un certain niveau d'intelligence embarquée, pourrait être en mesure de naviguer dans un environnment inconnu de manière autonome ou semi-autonome.

Dans la réalité, s'il était complétement développé, DÉDALE serait en mesure, par exemple, de superviser le pilotage automatique d'engins-transporteurs dans un entrepot. Imaginons un vaste magasin composé d'aires de rangement et d'aires de circulations. Grâce à une caméra fixée au plafond et dont la sortie est affichée sur un écran un opérateur visualise l'ensemble de la surface de l'entrepot. Pour commander le transport d'une marchandise d'un point à un autre, l'opérateur signale pas sa souris sur son interface écran le nouvel endroit où devrait se rendre l'engin-transporteur.

Pourquoi ce nom?

Dédale, héros de l'histoire grecque symbolise l'ingéniosité. Son nom est notamment associé à un fameux labyrinthe et a inspiré plusieurs projets qui faisaient intervenir des questions de navigation, comme par exemple un robot marcheur développé à Carnegie Mellon.

Implantation

Le système DÉDALE, bien qu'implanté sur un seul ordinateur, comprend 2 parties distinctes:

L'interface opérateur

L'opérateur peut présenter une nouvelle représentation de l'environnement de navigation au moyen d'un dessin qu'il place sous une caméra vidéo. Le signal vidéo est alors numérisé, mis en mémoire, et traité de manière à pouvoir servir de base "géographique" à la navigation. L'opérateur peut alors indiquer pas sa souris la destination du véhicule autonome (VA). Il peut également indiquer certaines consignes de fonctionnement. Sur un autre panneau de l'interface, le système affiche la suite des actions élémentaires qu'effectue le VA, de même que certains éléments comme la localisation courante, la distance parcourue, le temps écoulé et le cout accumulé depuis la commande initiale. L'affichage de la "carte" de l'environnement permet de suivre le déplacement du VA (sa position actuelle et la trajectoire de son déplacement).

Le véhicule autonome virtuel (VAV)

Nos moyens techniques ne nous permettent (malheureusement) par d'implanter un véritable véhicule. Nous devons procéder par simulation (ce qui comporte d'ailleurs beaucoup d'avantages dans une première phase d'étude). Mais le système doit être conçu de façon à ce que SI un véhicule physique devenait disponible, il n'y aurait pas d'éléments critiques à modifier. Ceci signifie que toutes les intercations entre le VAV et Dédale s'effectue à travers un canal de communication bien identifié, et selon un protocole spécifique.

Nous supposerons notamment que:

Fichiers d'images d'environnement

Vous trouverez ici des fichiers correspondants à des environnements représentatifs de ce que DÉDALE devrait pouvoir aborder. Ceci facilitera le développement de vos algorithmes de traitement sans avoir à attendre le bon fonctionnement de la section acquisition du projet.

Exemple d'un labyrinthe destiné à un concours MicroMouse: Carte_1.gif

Ce mème labyrinthe saisi par caméra vidéo: Carte_1_video.gif

Carte_2.gif

Plan avec des frontières courbes: Carte_3.gif

Carte_4.gif

Quelques sites utiles

Il existe de nombreuses références pertinentes sur le WWW, que vous pourrez repérer avec les engins de recherche tels AltaVista, Yahoo, ou Lycos (les mots micromouse, maze, navigation sont des mots-clé utiles).

Je vous recommande notamment: le UCD Micromouse Homepage et le groupe de l'Université de East London où vous trouverex diverses sources intéressantes. Il y a eu beaucoup de travaux sur les stratégies de navigation dans un labyrinthe, par exemple à l'université d'Alberta et à Stanford.


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