Rapport projet UniceBot

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  • 1. UNIVERSITE NICE SOPHIA-ANTIPOLIS 04/06/2012MASTER PROJET DANNEE : DEVELOPPEMENT POUR LE1 MIAGE ROBOT ASPIRATEUR ROOMBA TURTLEBOT Rapport | Antoine Boulinguez, Rgis Canioncq, Shyn-Yuan Cheng, Sbastien Lagneau
  • 2. RsumCe rapport prsente le projet danne de quatre tudiants en MIAGE (Mthodes InformatiquesAppliques la Gestion des Entreprises) Nice, dans le cadre de leur second semestre de Master 1 :Antoine BOULINGUEZ, Rgis CANIONCQ, Shyn-Yuan CHENG et Sbastien LAGNEAU.Le prsent document est la synthse technique et mthodologie du projet danne dAntoineBoulinguez, Rgis Canioncq, Shyn-Yuan Cheng et Sbastien Lagneau, dans le cadre du Master 1MIAGE - Universit de Nice Sophia Antipolis, anne 2011/2012.Ce projet informatique a t loccasion daborder un domaine faisant la jonction entre linformatiqueet llectronique : la robotique. Cest dans ce domaine que nous avons notemment t amen dvelopper une application permettant le pilotage distance dun robot.Le robot en question se nomme Turtlebot et est compos dun robot-aspirateur (iRobot Roomba) etdun dispositif de capture audio et vido (Microsoft Kinect). Les possibilits quoffrent les deuxappareils composant le sujet du prsent projet danne sont multiples et les technologies logicielleset matrielles permettant de travailler avec sont difficiles maitriser. Les buts du projet sont donc demaitriser aussi bien laspect matriel que laspect logiciel pour proposer une application permettantde manipuler le robot distance.La particularit de ce projet est davoir lieu Sophia Antipolis, dans les locaux du laboratoire I3S,sous la direction de M. Andrew COMPORT et de M. Gilles MENEZ, le Turtlebot ne pouvant pas quitterce laboratoire. 2 DEVELOPPEMENT POUR LE ROBOT ASPIRATEUR ROOMBA TURTLEBOT M1 MIAGE BOULINGUEZ, CANIONCQ, CHENG, LAGNEAU
  • 3. Table des matires1 Introduction ..................................................................................................................................... 42 Lenvironnement de travail : Le Ple SIS (Signal, Images et Systmes) .......................................... 53 Descriptifs des lments techniques ............................................................................................... 6 3.1 IRobot et Roomba ................................................................................................................... 6 3.2 Kinect ....................................................................................................................................... 7 3.3 Configuration Turtlebot du Roomba ................................................................................. 8 3.4 Robot Operating System (ROS) ............................................................................................... 94 laboration du cahier des charges ................................................................................................ 10 4.1 Tlsurveillance et tlopration du robot........................................................................... 115 Calendrier prvisionnel ................................................................................................................. 126 Travail ralis................................................................................................................................. 14 6.1 Approche du projet ............................................................................................................... 14 6.2 Choix technologiques ............................................................................................................ 15 6.2.1 Choix du framework de dveloppement....................................................................... 15 6.2.2 Choix du langage principal de dveloppement ............................................................. 17 6.3 Installation et configuration du Turtlebot ............................................................................. 18 6.3.1 Installation et configuration matrielle......................................................................... 18 6.3.2 Installation et configuration logicielle ........................................................................... 18 6.4 Apprentissage de lAPI et Dveloppement............................................................................ 22 6.4.1 Les diffrentes bibliothques utilises .......................................................................... 22 6.4.2 Limplmentation .......................................................................................................... 23 6.5 Tests et optimisation ............................................................................................................. 24 6.6 Ralisation des objectifs ........................................................................................................ 25 6.6.1 Illustration des rsultats ................................................................................................ 25 6.6.2 Fonctionnalits ralises ............................................................................................... 277 Calendrier effectif.......................................................................................................................... 28 7.1 Cause des retards .................................................................................................................. 30 7.2 Problmes rencontrs ........................................................................................................... 318 Conclusion ..................................................................................................................................... 329 Table des illustrations.................................................................................................................... 3310 Annexes ..................................................................................................................................... 34 3 DEVELOPPEMENT POUR LE ROBOT ASPIRATEUR ROOMBA TURTLEBOT M1 MIAGE BOULINGUEZ, CANIONCQ, CHENG, LAGNEAU
  • 4. 1 IntroductionLa robotique est lensemble des techniques permettant la conception, la ralisation de machinesautomatiques ou de robots. Il sagit pour le robot deffectuer des tches prdtermines parlhomme, de manire autonome, une fois les directives connues (lave-linge, lave- vaisselle, robot-aspirateur, etc.).Les avances dans ce domaine ont permis dassister la cration de robots pouvant imiter la marchehumaine, pouvant guider les hommes pour diverses informations (robots-htesses ou instituteurs),ou encore pouvant servir danimal de compagnie.Lacquisition dimages et de squences dimages remonte des dcennies, voire des sicles. Lestechnologies permettant ces acquisitions ont chang, volu au fil du temps, ayant pourconsquence damliorer la qualit des images saisies.Jusqu il y a quelques annes, la question de linterprtation des images saisies trouvait desrponses encore trs floues. Il sagissait, soit dimages saisies par un dispositif A et traites plus tardpar un dispositif B (sous lassistance de lhomme), soit traites par lhomme lui-mme. Mais ntaitpas encore tudie la possibilit danalyser les images, ou squences dimages saisies par undispositif, indpendamment de lhomme.Le fait de pouvoir saisir des images ou squences dimages, et ensuite de pouvoir les analyser pourpouvoir en tirer des informations pouvant revtir un intrt certain ou prendre des dcisions, est unedes dfinitions possibles de la vision.On peut noter, dans de nombreux cas de figure, quil nest pas impossible dtablir un lien entre larobotique et la vision (notamment dans le cas de robots pouvant imiter la marche humaine, de tellesorte quils puissent percevoir dventuels obstacles et agir en consquence). La vision pouvant treune aide prcieuse pour certains types de robots, tudier la possibilit de lier robotique et visionpeut constituer une avance technologique intressante.Pour notre projet, il sagit de permettre un robot aspirateur (Roomba) de voir ce qui lentoure grce un dispositif de capture vido comme le Kinect. 4 DEVELOPPEMENT POUR LE ROBOT ASPIRATEUR ROOMBA TURTLEBOT M1 MIAGE BOULINGUEZ, CANIONCQ, CHENG, LAGNEAU
  • 5. 2 Lenvironnement de travail : Le Ple SIS (Signal, Images et Systmes)Notre projet prenait place Sophia Antipolis, au sein du laboratoire de recherche I3S, (laboratoiredInformatique, Signaux et Systmes de Sophia-Antipolis). Ce laboratoire est organise en quatreples : - COMRED : COMmunications, Rseaux systmes Embarqus et Distribus ; - GLC : Gnie du Logiciel et de la Connaissance ; - MDSC : Modles Discrets pour les Systmes Complexes ; - SIS : Signal, Images, Systmes.Notre projet concerne le dernier ple, dont le domaine de connaissances stend s