Navigation et commande coopératives supportées par radio UWB pour le déploiement de réseaux de robots mobiles

 

Jérôme Le Ny

École Polytechnique de Montréal

 

Domaine : techniques, mesures et systèmes

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2018-2019

Pour pouvoir déployer efficacement et à faible coût des équipes de robots mobiles hors des environnements contrôlés des laboratoires, il est nécessaire de développer une solution pratique permettant aux robots de mesurer leurs distances relatives et de se positionner de manière coopérative. En effet, des mesures de distances précises sont requises par la plupart des algorithmes développés pour les réseaux multi-robots, par exemple pour les mouvements en formation ou la couverture d'une zone. Actuellement ces mesures sont typiquement fournies par des capteurs lourds, chers, énergivores ou nécessitant beaucoup de post-traitement, tels que des Lidars ou des caméras stéréo. Ce projet vise à intégrer des modules de communication à bande ultra-large (UWB) disponibles à faible coût depuis peu, permettant des mesures de distances précises au centimètre, avec de nouveaux algorithmes distribués pour la localisation, navigation et commande coopératives dans les réseaux de robots mobiles. Notre objectif est de développer un système pratique permettant à un essaim de robots aux ressources réellement limitées, comme des nano-quadricoptères, de se déployer dans un environnement relativement étendu et en l'absence de système GPS, par exemple à l'intérieur d'un bâtiment. En même temps, le système de positionnement UWB permettra aussi de maintenir le réseau de communication nécessaire entre les robots, contribuant ainsi à réduire le coût et la complexité du système global.

Ce projet rassemble une équipe de chercheurs avec des expertises complémentaires dans le domaine de la navigation, de la commande, de la robotique et des algorithmes distribués, pour mettre au point de nouvelles méthodes permettant aux réseaux de robots d'évoluer dans des environnements difficiles en l'absence de système de positionnement externe. La solution sera développée suivant un modèle "open source", ce qui permettra aux nombreux groupes de recherche en robotique distribuée ainsi qu'aux compagnies de construire plus rapidement de nouvelles fonctionnalités sur les bases fournies par ce projet. Enfin, cette recherche contribuera directement à la formation d'étudiants au doctorat, à la maîtrise et au premier cycle, et à celle d'un chercheur postdoctoral, dans le domaine en plein essor de la robotique mobile et des systèmes autonomes.