Autonomous Exploration of an Unknown 3D

Thèse
Date de début
Date de fin
Lieu
IRISA Rennes
Salle
Petri-Turing
Orateur
Thibault Noël
Département principal
D5 - Réalité virtuelle, Humains virtuels, interactions et robotique
Sujet
Cette thèse présente différentes méthodes développées pour l’exploration autonome d’un environnement 3D inconnu par unrobot mobile. L’exploration est une tâche transverse, regroupant divers sous-problèmes tels
que la cartographie, la planification de mouvement et l’asservissement. Dans le cadre d’une boucle perception-action, l’exploration présente un couplage entre les observations passées des capteurs et les futures actions
optimales, induit par la découverte progressive de l’environnement. Ce couplage est encore plus marqué dans le cas de capteurs directionnels, tels que les caméras, pour lesquels l’état du robot a un impact majeur sur les
observations. L’enjeu est donc de planifier des trajectoires de bonne qualité malgré les fortes incertitudes sur l’état de l’environnement.
Dans ce but, nous utilisons des méthodes de cartographie standard pour obtenir une représentation géométrique de l’environnement ; le coeur de notre travail consiste à exploiter cette carte pour construire des graphes de navigation efficaces, étendus ensuite à des stratégies d’exploration complètes assurant la
sécurité du robot et la qualité des observations futures. Nos méthodes sont évaluées quantitativement en simulation, et démontrées dans plusieurs cas réels à l’aide d’un robot terrestre et de divers capteurs.
Composition du jury
Rapporteurs:
- Patric Jensfelt (Professeur, KTH, Suède)
- Steven M. LaValle (Professeur, Univ. d'Oulu, Finlande)
Examinateurs:
- Helen Oleynikova (Senior researcher, ETHZ, Suisse)
- Olivier Stasse (Directeur de recherche CNRS, LAAS-CNRS, France)
Encadrement:
- François Chaumette (Directeur de recherche INRIA), Directeur de thèse
- Eric Marchand (Professeur des Universités, Université de Rennes) co directeur de thèse
- Antoine Lehuger (Responsable Innovation, Groupe Créative)