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Stratégie d’exploration multirobot fondée sur les champs de potentiels artificiels

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Stratégie d’exploration multirobot fondée sur les champs de potentiels artificiels

Auteurs : Antoine Bautin [France] ; Olivier Simonin [France] ; François Charpillet [France]

Source :

Revue d'Intelligence Artificielle [ 0992-499X ] ; 2012.

RBID : ISTEX:760E2905A3457D21F48F5B841CE018402A6302C0

Descripteurs français

Pascal (Inist)
- ., Cartographie, Champ libre, Descente gradient, Front onde, Gestion tâche, Installation intérieure, Navigation, Optimum local, Potentiel champ, Robot mobile, Robotique, Simulation ordinateur, Système multiagent, Théorie potentiel.
Wicri :
- topic : Cartographie, Robotique.

English descriptors

KwdEn :
- Cartography, Computer simulation, Field potential, Free field, Gradient descent, Indoor installation, Local optimum, Moving robot, Multiagent system, Navigation, Potential theory, Robotics, Task scheduling, Wavefront.

Abstract

Le contexte de ce travail est le problème de l’exploration multirobot d’environnements inconnus pour la construction d’une carte métrique. Nous proposons une nouvelle technique de déploiement distribuée, basée sur le choix de la frontière à explorer (limites entre les zones accessibles et inexplorées) en fonction de la position (rang relatif en termes de distance) du robot par rapport à ses voisins. Un champ de potentiels sans minimum local est calculé depuis chaque frontière permettant de connaître en tout point le chemin le plus court pour s’y rendre. L’exploration consiste à affecter régulièrement à chaque robot une frontière à atteindre. L’assignation d’une frontière à un robot est réalisée par un nouvel algorithme utilisant comme critère le nombre de robots plus proches de la frontière considérée. Des mesures de performance en simulation et avec des robots sont présentées et montrent la validité et l’efficacité de notre approche en comparaison à d’autres approches.

The context of this work is multirobot exploration and mapping of unknown environments. Frontiers (boundaries between empty and unexplored areas) are points to go to in order to increase explored area. In this paper, we propose a frontier allocation method for the exploration and mapping of indoor environments using multiple robots. A wavefront propagation algorithm is used to build a local minimum free potential field with a gradient descending towards frontiers used for navigation and path distance computation. Exploration is done by successively exploring frontiers assigned using a novel, computationally inexpensive algorithm based on the cardinal of the set of robots closer to the frontier than the robot being assigned. Experiments in simulation and on robots demonstrated the validity of the frontier allocation approach.

Url:

DOI: 10.3166/ria.26.523-542

Affiliations:

Le document en format XML

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