Commande de robots : applications à l'asservissement visuel 3D et au guidage d'engins agricoles par GPS

This Ph. D. Thesis dissertation is divided into two parts. The first one deals with three dimensional (3D) visual servoing of a cartesian robot. It focuses on a specific problem : the escape from the camera field of view of the object used by the pose estimator. A solution to this practical problem is proposed. It relies upon a three dimensional control law. Experimental results stresses our control law most attractive feature : the origin of the reference frame describes a straight line in the video image. The second part of this document deals with mobile robots control using a Global Positionong System (GPS) receiver as main sensor. Three different ways of using GPS signals are described. An overview of GPS receiver principles is then given. The kinematic model of the mobile robots - a CLAAS combine harvester and a RENAULT Agriculture farm tractor - are stated. A velocity independent control law is then derived from the kinematic model. Experiments carried out on both vehicles demonstrate some important properties of the control law. / Ce manuscrit de thèse se divise en deux parties. La première partie concerne l'asservissement visuel en trois dimensions d'un robot cartésien. Elle s'intéresse plus particulièrement au problème de la sortie du champ de vision de la caméra de l'objet de référence. Une solution théorique à ce problème est apportée après avoir présenté une loi de commande en trois dimensions. Des résultats d'expérimentations réalisées sur un robot cartésien mettent en évidence la propriété principale de notre approche, à savoir la trajectoire rectiligne dans l'image du centre du repère lié à l'objet de référence. La seconde partie de ce manuscrit traite de l'asservissement de robots mobiles grâce à un capteur particulier : le récepteur Global Positioning System (GPS). Après une présentation de trois modes d'utilisation des signaux GPS, quelques précisions concernant le fonctionnement de ces récepteurs GPS sont délivrées. Sont ensuite modélisés les véhicules utilisés durant nos travaux : une moissonneuse-batteuse CLAAS et un tracteur agricole RENAULT-Agriculture. Une loi de commande assurant le suivi de références courbes, et engendrant une trajectoire indépendante de la vitesse est ensuite construite. Les résultats expérimentaux illustrent les propriétés et qualités des systèmes ainsi asservis.