Étude de l’influence du point de vue en téléopération...

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MASTER Ingénierie des Systèmes Industriels et des Projets

SPÉCIALITÉ : SYSTÈMES DYNAMIQUES ET SIGNAUX

Année 2008 / 2009

Thèse de Master SDS

Présentée et soutenue par :

Hakim TERKI

Le 02 juillet 2009

Au sein de l'Institut des Sciences et Techniques de l'Ingénieurs d'Angers

TITRE�

Étude de l’influence du point de vue en téléopération collaborative

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JURY

Président : Laurent Hardouin Professeur des Universités

Examinateurs : Prénom Nom Fonction Prénom Nom Fonction Prénom Nom Fonction

Directeur de thèse : Paul RICHARD

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Hakim TERKI Étude de l’influence du point de vue en téléopération collaboration�

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Résumé : Ce modeste travail présente les résultats de simulation 3D d’une cellule robotisée

développée sous l’environnement OpenGL, c’est le résultat d’une technologie nouvelle

qui a montré son plein essor ces dernières année il s’agit de la réalité virtuelle voire

augmentée. Notre application consiste en un système de téléopération d’un robot

virtuel à 3 degrés de liberté contrôlé soit par un seul individu pas forcément expert, ou

par deux être humains à travers deux postes distants reliés par un canal de

communication (réseau local) et là on parle d’une situation collaborative.

Mots clés : téléopération/télérobotique, réalité Virtuelle/augmentée, client-serveur, TCP/IP, temps réel.

1. Introduction

Le terme téléopération est composé de deux mots, « télé » de racine grecque signifie à

distance, et le mot latin « opération » qui désigne l’exécution d’une certaine tâche. La

téléopération désigne donc un mode d’exécution d’une tâche, d’une action, d’un mouvement

ou d’un travail à distance.

En robotique, la téléopération, appelée aussi télérobotique, désigne les principes et les

techniques qui permettent à un opérateur humain d’accomplir une tâche à distance, à l’aide

d’un système robotique d’intervention, commandé à partir d’une station de contrôle, par

l’intermédiaire d’un canal de transmission.

2. Présentation détaillée

La réalité virtuelle (RV) est une technologie récente qui date des années 90. Ces dernières

années elle a connu un véritable boom et un grand essor dans de nombreux domaines liés a la

vie de l’être humain notamment avec l’apparition de la réalité augmenté (RA) qui est une

branche de la RV ce qui a contribué efficacement pour l’amélioration du cadre de vie de

l’homme. Parmi les domaines explorés par la RV/RA on cite par exemple le domaine

nucléaire, le militaire, le spatial, le divertissement, et la téléopération, notamment la

télérobotique.

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En ce qui concerne la télérobotique ou plus largement la téléopération le domaine est riche

d’expériences et de travaux de recherche liés à la commande ou le contrôle d’engins à

distance utilisant des canaux de communication dédiés (Figure 1)

Figure 1 : Structure générale d'un système de Téléopération

À ce niveau, notre application s’inscrit dans ce domaine et présente une petite partie de ce

vaste champ d’exploration en exploitant la technique de la réalité virtuelle (RV). L’objectif de

ce travail est de mettre en œuvre une étude sur le travail collaboratif via internet il s’agit d’une

simulation 3D d’une cellule robotisée développée sous l’environnement OpenGL

(Open Graphics Library) et qui présente les caractéristiques d’un environnement réel (la

scène est visualisée avec beaucoup de réalisme).

2.1. La bibliothèque OpenGL

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OpenGL est une interface de programmation graphique qui permet de visualiser une scène 3D

(et aussi 2D). Les objets de cette scène peuvent être composés de points, de lignes, de

polygones, et de quadriques. Ils possèdent des attributs graphiques : paramètres de réflexion,

couleur, texture. L'éclairage de la scène est réalisé par des lumières de différents types (spot,

lumière à l'infini), voir exemple de la Figure 2.

La bibliothèque OpenGL a été créée par une société américaine « Silicon Graphics » et

bénéficie sur ces machines de l'accélération matérielle. Une implémentation libre et simple

d'OpenGL a été écrite par Brian Paul.

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OpenGL est indépendante de la plate-forme matérielle, et du système d'exploitation. Du fait

de son ouverture, de sa souplesse d'utilisation et de sa disponibilité sur des plate-formes

variées, OpenGL est utilisée dans de nombreuses applications scientifiques, industrielles ou

artistiques 3D et certaines applications 2D. Cette bibliothèque est également populaire dans

l'industrie du jeu vidéo. Une version nommée OpenGL ES a été conçue spécifiquement pour

les applications embarquées (téléphones portables, agenda de poche...etc.).

Figure 2 : Synthèse d’image sous OpenGL

2.2. Le Matériel

Pour visualiser et interagir avec la scène virtuelle (environnement du travail), nous avons

besoin d’une machine pour les calculs (ordinateur classique), d’un grand écran d’affichage et

d’une wiimote équipée d’un dispositif à retour tactile (vibreur) pour l’interaction homme-

machine (voir Figure 3). Cependant, on peut aussi utiliser le clavier de l’ordinateur mais c’est

moins performant que la wiimote, qui elle offre beaucoup plus de liberté, de rapidité et facilité

d’interaction avec l’environnement virtuel.

Figure 3 : Représentation d’une wiimote


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La wiimote fonctionne selon le dispositif bluetooth, quand elle est connectée avec la machine

elle échange des informations avec celle-ci. En quelque sorte elle joue le rôle d’un capteur de

position.

La programmation de celle-ci est faite d’une manière à permettre à l’utilisateur d’interagir

avec la scène virtuelle avec une plus grande agilité. La figure suivante nous montre tous les

mouvements possibles et nécessaires pour le contrôle du robot virtuel.

Figure 4 : Différents mouvements pour le contrôle du robot virtuel

Position au repos Déplacement du robot vers l’arrière

Déplacement du robot vers l’avant

Déplacement du robot vers la droite

Déplacement du robot vers la gauche

Montée de l’électro-aimant

Descente de l’électro-aimant

Activation/Désactivation de l’électro-aimant


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2.3. Description de la cellule robotisée

La cellule à 3 degré de liberté est composée de 3 entités mobiles (moteurs) qui sont montés

sur des rails, deux se trouvent en parallèle fonctionnent simultanément permettant un

déplacement en profondeur selon l’axe Z (±Z) et celle du milieu à laquelle est suspendu

l’électro-aimant par des câbles se déplace latéralement selon l’axe X (±X). L’électro-aimant

quant à lui il se déplace verticalement selon l’axe Y (±Y) et permet quand est activé la prise

des objets lesquels devront être acheminés et empilés sur la table libre (Voir schéma ci-

dessous). On note que le repère OpenGL se retrouve au centre de la scène. La contrainte est

fixée sur la durée de réalisation de la tâche.

Figure 5 : Cellule robotisée

En premier, lieu le robot virtuel est soumis à des tests à titre individuel c'est-à-dire la tâche est

réalisée par un seul opérateur pas forcément expert qui a la charge de controler toutes les

parties du robot ce qui est plus au moins facile surtout lorsqu’ il s’agit d’une manipulation à

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visualisation de face (Figure 6) qui présente un vrai problème de précision lié à la profondeur

de la scène. Ce problème est souvent rencontré en OpenGL, il le caracterise.

Figure 6 : Visualisation de face

En second lieu, nous avons soumis le robot à des tests effectués par deux opérateurs l’un

comme expert il veille à la supervision de la tâche et l’autre collabore avec lui pour mener et

réaliser la mission en un temps record.

Le contrôle du robot est partagé entre les deux opérateurs de la manière suivante :

• L’expert contrôle le déplacement du robot latéralement (±X) et effectue la prise des

objets quand l’électro-aimant est présent.

• Le collaborateur contrôle le déplacement du robot en profondeur (±Z) et gère la

décente et la montée de l’électro-aimant (±Y).

L’opération de pilotage est réalisée avec deux postes de contrôle distants qui disposent de la

même plate-forme de travail (environnement virtuel). Ces deux postes sont reliés par une

liaison réseau local de type client-serveur en utilisant le protocole de communication internet

TCP/IP. Cette fonction assure le transfert et l’échange des données liées à l’état du robot entre

les deux machines. Les informations échangées et traitées sont liées à l’affichage et

l’actualisation de la scène instantanément (traitement des données en temps réel), et la prise

en compte des consignes issues de la téléopération du robot par les deux utilisateurs.


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3. Le principe du client-serveur : TCP/IP

De nombreuses applications fonctionnent selon un environnement client/serveur, cela signifie

que des machines clientes (des machines faisant partie du réseau) contactent un serveur, une

machine généralement très puissante en terme de capacités d'entrée-sortie, qui leur fournit

des services. Ces services sont des programmes fournissant des données telles que l'heure, des

fichiers, une connexion, etc. Le processus de communication est établi par un protocole

appelé TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), c’est le principal protocole

de communication utilisé sur internet. Cependant, il existe des centaines d’autres protocoles,

on peut par exemple citer les plus connus :

Il y a UDP (User Datagram Protocol), HTTP (HyperText Transfer Protocol) et HTTPS

(HyperText Transfer Protocol Secured).

3.1. Le protocole UDP/IP

Pour comprendre ce processus considérant deux machines en communication (Figure 7).

Figure 7 : Deux ordinateurs en état de communication

Commençons par IP (nous verrons par la suite UDP et TCP)

IP est une adresse unique attribuée à chaque ordinateur sur Internet (c'est-à-dire qu'il n'existe

pas sur Internet deux ordinateurs ayant la même adresse IP). Pour pouvoir communiquer avec

un tel ou tel ordinateur il faut au préalable connaitre son adresse IP.

L'adresse IP se présente le plus souvent sous forme de 4 nombres (entre 0 et 255) séparés par

des points. Par exemple: 204.35.129.3

À ce niveau, nous pouvons envoyer et recevoir des paquets de données d'un ordinateur à

l'autre.


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Imaginons maintenant que nous ayons plusieurs programmes qui fonctionnent en même temps

sur le même ordinateur (destinataire): un navigateur, un logiciel d'email et un logiciel pour

écouter la radio sur Internet (Figure 8).

Si l'ordinateur reçoit un paquet IP de donnés, comment savoir à quel logiciel donner ce paquet IP ?

Figure 8 : Envoi des données par l’adresse IP

C’est un problème crucial ! Pour le résoudre il faut donner ou attribuer un numéro unique à

chaque logiciel dans l’ordinateur. Il suffirait alors de mettre ce numéro dans chaque paquet IP

pour pouvoir s'adresser à tel ou tel logiciel. On appelle ces numéros des ports (Figure 9).

Figure 9 : Adressage des ports


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Ainsi, l'adresse IP permet de s'adresser à un ordinateur donné, et le numéro de port permet de

s'adresser à un logiciel particulier sur cet ordinateur.

UDP/IP est un protocole qui permet justement d'utiliser des numéros de ports en plus

des adresses IP (On l'appelle UDP/IP car il fonctionne au dessus d'IP). IP s'occupe des

adresses IP et UDP s'occupe des ports.

Avec le protocole IP on pouvait envoyer des données d'un ordinateur A à un ordinateur B.

Avec UDP/IP, on peut être plus précis: on envoie des données d'une application x sur

l'ordinateur A vers une application y sur l'ordinateur B. Par exemple, notre navigateur peut

envoyer un message à un serveur HTTP (un serveur Web) (Figure 10):

Figure 10 : Adressage UDP/IP


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• Chaque couche (UDP et IP) va ajouter ses informations.

Les informations d’IP vont permettre d'acheminer le paquet à destination du

bon ordinateur. Une fois arrivé à l'ordinateur en question, la couche UDP va délivrer le

paquet au bon logiciel (ici: au serveur HTTP).

• Les deux logiciels se contentent d'émettre et de recevoir des données ("Hello !"). Les

couches UDP et IP en dessous s'occupent de tout.

Ce couple (199.7.55.3:1057, 204.66.224.82:80) est appelé un socket. Un socket identifie de

façon unique une communication entre deux logiciels.

À présent, on peut faire communiquer deux logiciels situés sur des ordinateurs différents.

Mais il y a encore de petits problèmes:

• Quand on envoie un paquet IP sur Internet, il passe par des dizaines d'ordinateurs. Et il

arrive que des paquets IP se perdent ou arrivent en double exemplaire.

Ça peut être gênant : imaginons un ordre de débit sur un compte bancaire ( ?) arrivant

deux fois ou un ordre de crédit perdu !

• Même si le paquet arrive à destination, rien ne nous permet de savoir si le paquet est

bien arrivé (aucun accusé de réception).

• La taille des paquets IP est limitée (environ 1500 octets).

C'est pour cela qu'a été conçu TCP.

3.2. Le protocole TCP/IP

TCP est capable:

• de faire tout ce que UDP sait faire (ports).

• de vérifier que le destinataire est prêt à recevoir les données.

• de découper les gros paquets de données en paquets plus petits pour qu’IP les accepte

• de numéroter les paquets, et à la réception de vérifier qu'ils sont tous bien arrivés,

de redemander les paquets manquants et de les réassembler avant de les donner aux

logiciels. Des accusés de réception sont envoyés pour prévenir l'expéditeur que les

données sont bien arrivées.


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Par exemple, pour envoyer le message "Salut, comment ça va ?", voilà ce que fait TCP

(Chaque flèche représente 1 paquet IP):

Figure 11 : processus de communication TCP/IP

À l'arrivée, sur l'ordinateur 204.66.224.82, la couche TCP reconstitue le message "Salut,

comment ça va ?" à partir des 3 paquets IP reçus et le donne au logiciel qui est sur le port 80.

Avec TCP/IP, on peut maintenant communiquer de façon fiable entre logiciels situés sur des

ordinateurs différents.

Dans un navigateur, le protocole HTTP utilise le protocole TCP/IP pour envoyer et recevoir

des pages HTML, des images GIF, JPG et toutes sortes d'autres données.


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L'avantage de TCP sur UDP est que TCP permet des communications fiables. L'inconvénient

est qu'il nécessite une négociation ("Bonjour, prêt à communiquer ?" etc.), ce qui prend du

temps.

En ce qui concerne notre application nous avons appliqué le même protocole de

communication basé sur un programme implémenté sur les deux machines en identifiant

l’adresse IP de chaque machine et leurs ports correspondant. Dans notre cas le logiciel "C++".

Le programme est le suivant :

#include <string.h>

#include <stdio.h>

#include <conio.h>

#include <winsock2.h>

#pragma comment (lib,"ws2_32.lib")

//SERVEUR

WSADATA wsa;

SOCKET serveur;

SOCKET client;

SOCKADDR_IN mysin;

SOCKADDR_IN clientsin;

int port = 7899;

char buffer[256];

char reponse[256];

//CLIENT

/*

WSADATA wsa;

SOCKET client;

SOCKADDR_IN mysin;

int port = 7899;

char bufferR[256];

char bufferS[256];

struct hostent *nom_serveur;

//char ip[255] ="172.19.81.129"; //ici

char ip[255] ="172.19.81.113"; //là bas

float x,y,z;

*/


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Au final nous aurons comme systèmes de téléopération les deux modèles suivants :

Figure 12 : représentation du système de téléopération dans les cas

(a) mono-utilisateur (b) deux utilisateurs

(a)

Réseau local

Station 2 Station 1

Utilisateur 1 (expert)

Utilisateur 2 (non expert)

Vue de face

Vue perpendiculaire

(b)


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4. Application et analyse des résultats

Au départ nous avons sollicité le robot virtuel à une multitude de tests réalisés par un

échantillon de 12 sujets différents, qui feront 4 essais chacun sans la présence du retour tactile

(changement de la couleur des fils, vibration de la wiimote et bip sonore) puis ils réaliseront 4

essais chacun avec la présence du retour tactile. Ensuite on compare les résultats obtenus.

4.1. Cas mono utilisateur

4.1.1. Analyse du mouvement des objets

Dans ce paragraphe nous présentons le tracé de courbes du mouvement des 3 objets selon les

axes X, Y et Z et en fonction du temps, puis on donne leur interprétation physique. L’analyse

est faite pour un seul sujet (série de 4 essais) et pour deux cas différents (No tactile/tactile

feedback). L’étude est similaire pour tous les autres sujets.

4.1.1.1. Premier objet (grand)

L’étude des graphes de la figure 13 nous permet de constater que le mouvement du premier

objet est effectué en 3 étapes :

� Etape 1 : l’objet 1 commence à prendre de la hauteur (courbe bleue) aussitôt qu’il se

mette à se déplacer latéralement (courbe rouge).

� Etape 2 : l’objet 1 continue de se déplacer latéralement et avec une hauteur

généralement constante jusqu’à un certain point (l’objet 1 est dans l’axe de la table de

droite) où il change de direction pour gagner en profondeur (courbe noire).

� Etape 3 : l’objet 1 continue de se déplacer en profondeur jusqu’à certain point (l’objet

1 est en dessus de la table de droite) puis il prend une allure de descente pour se

positionner sur la table.

4.1.1.2. Deuxième objet (moyen)

En analysant les courbes du mouvement du deuxième objet (figure 14) on constate que le

déplacement est aussi effectué en 3 étapes qui correspondent à celles décrites pour le 1er


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Figure 13 : coordonnées du 1er objet en fonction du temps dans le cas : À gauche sans tactile À droite avec tactile


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Figure 14 : coordonnées du 3ème objet en fonction du temps dans le cas :

- À gauche sans tactile - À droite avec tactile

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objet sauf que dans ce cas le 2ème objet est posé sur le 1er non pas sur la table (empilement),

d’ailleurs on peut remarquer ça au niveau des graphes (courbes bleues) qui illustrent une

hauteur différente de celle de départ.

4.1.1.3. Troisième objet (petit)

Pour ce cas on a pu aussi constater le même comportement que les deux précédents, les

courbes (figure 15) illustrent bien les différentes étapes observées pendant le déplacement du

3ème objet et qui terminent par l’empilement de celui-ci sur le 2ème objet.

À l’issue de cette étude la représentation graphique des différents mouvements des 3 objets

nous montre que ces derniers sont découplés et dans certains cas l’utilisation du retour tactile

n’améliore pas forcément la durée et la qualité de la tâche. Elle dépend de la capacité de

chaque utilisateur à pouvoir interagir avec le système et aussi en fonction du nombre d’essais

effectués.

4.1.2. Analyse statistique

Dans ce paragraphe on présente les valeurs numériques liées au temps de réalisation de la

tâche par l’ensemble de tous les sujets et dans les deux cas différents (no tactile/tactile

feedback). Le tableau suivant regroupe toutes les valeurs obtenues à la fin de chaque

simulation avec leurs moyennes et leurs écarts type associés.

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Tableau : valeurs numériques réalisées par les 12 sujets.


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Figure 15 : coordonnées du 3ème objet en fonction du temps dans le cas : - À gauche sans tactile - À droite avec tactile

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Pour pouvoir étudier le comportement des sujets vis-à-vis le processus on a tracé à partir des

valeurs du tableau ci-dessus les histogrammes des temps moyens réalisé par le groupe

d’individus et les graphes d’évolution des processus au cours des différents essais effectués.

Figure 16 : histogramme du temps moyen-cas sans tactile

Figure 17 : histogramme du temps moyen-cas avec tactile


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Les deux graphes d’histogrammes illustrent la différence au niveau de temps de réalisation de

la tâche entre tous les individus de chaque groupe. Cette différence peut s’interpréter par la

capacité de chaque personne à pouvoir maitriser le processus et aussi de son niveau de

concentration sur l’objectif.

Figure 18 : évolution du processus- sans tactile

Figure 19 : évolution du processus-avec tactile


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Figure 20 : évolution des processus

L’étude des graphes d’évolution des processus en fonction des essais effectués nous a permis

de constater que les individus ont une bonne tendance à maitriser le processus à l’issue de

plusieurs essais répétitifs et elle est d’autant plus meilleure dans le cas de la présence du

retour tactile (Figure 19) que de son non existence (Figure 18) et cela est dû à la capacité de la

plupart des individus à s’adapter à ce type de retour d’informations. Le graphe d’évolution

des processus (Figure 20) au cours de plusieurs essais nous renseigne sur le comportement

des sujets vis à vis les processus qui évolue vers l’apprentissage de ces derniers.

4.1.3 Analyse subjective

À la fin de chaque test nous avons proposé à chaque individu un questionnaire comportant

une série de 4 questions qui sont les suivantes :

- Quelle condition avez-vous préféré ? pourquoi ?

- Quel retour d’information vous semble le plus pertinent pour la saisie et la

dépose des objets sur la table ?


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- Quelle partie de la tâche vous a semblé la plus difficile ? (les placer par dans

l’ordre plus difficile vers moins difficile).

- La wiimote vous semble être une interface adaptée à ce type d’application ?

Les réponses obtenues sont de plus au moins concordantes, tous (100%) les sujets ont

préférés d’effectuer les tests en présence du retour tactile et tous (100%) ont rencontrés des

difficultés à saisir et à déposer les objets cela est dû à la difficulté d’accès à l’environnement

du travail. Le changement de la couleur des fils semble être l’information la plus pertinente

pour la saisie et la dépose de ces derniers et tous les individus se sont penchés sur l’adaptation

de la wiimote à ce type d’application.

4.2. Cas deux utilisateur-collaboratif

Dans cette partie on présente les résultats de simulation des différentes expériences effectuées

pour le contrôle du robot virtuel par deux opérateurs l’un expert du domaine et l’autre non

expert. L’expert possède une seule vue qui est la vue de face (Figure 6) supervise et dirige

l’opération de pilotage du robot avec 12 autres opérateurs (non experts) qui eux possèdent une

vue selon le type de la condition imposée et cela dans le but d’évaluer le comportement de ces

derniers vis-à-vis le processus. Trois conditions sont expérimentées :

• C1=Vue de face, pas de retour tactile,

• C2=Vue perpendiculaire (latérale), pas de retour tactile,

• C3=Vue perpendiculaire (latérale), retour tactile.

Chaque sujet réalise l’expérience avec les 3 conditions précitées.

4.2.1. Analyse du mouvement des objets

4.2.1.1 Première condition (C1)

Les graphes de la figure 21 nous montrent les tracés de courbes du mouvement des 3 objets

sous la condition "C1". L’analyse de ces courbes nous permet de constater que le mouvement

des objets est fait d’une manière synchrone, le 2ème opérateur (non expert) saisi le 1er objet

puis le remonte verticalement ensuite il le déplace en profondeur alors que le 1er opérateur

(expert) le fait simultanément déplacer latéralement jusqu’à atteindre la table de droite.


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Figure 21 : coordonnées des objets 1, 2 et 3 dans le cas de la condition C1

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4.2.1.2 Deuxième condition (C2)

L’analyse des graphes de la figure 22 nous permet de constater le même comportement que le

cas précédent, le mouvement des objets est synchronisé entre les deux utilisateurs et les délais

de d’acheminement sont bien meilleurs.

4.2.1.3 Troisième condition (C3)

L’analyse des graphes de la figure 23 nous montre un comportement similaire que les deux

cas précédents. Mouvement synchronisé et dans certains cas les délais sont nettement

meilleurs que dans les deux cas précédents.

4.2.2. Analyse statistique et subjective

Dans cette partie on présente les résultats récoltés au cours de la manipulation avec leur

interprétation physique et les réponses des différents sujets collectées à travers un

questionnaire (données subjectives) comportant 3 questions :

- Quelle condition avez-vous préféré ? pourquoi ?

- Quel retour d’information vous semble le plus pertinent pour la saisie et la

dépose des objets sur la table ?

- Dans quelle condition (retour d’information) perçoit-t-on ou anticipe-t-on le

mieux les actions du collaborateur ?

L’histogramme du temps moyen (Figure 24) représentant les 3 conditions (C1, C2 et C3)

révèle un effet significatif lié à la position de la deuxième caméra (point du vue du 2ème

utilisateur). On constate une nette amélioration au niveau du temps d’exécution de la tâche

sous la "condition C2" (vue perpendiculaire) que sous la "condition C1"(vue de face), par

contre on constate que l’introduction du retour tactile "condition C3" n’apporte pas grand-

chose.

L’analyse subjective des résultats du sondage (figure 25) établis avec les 12 sujets montre une

certaine disparité parmi leurs réponses :


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Figure 24 : histogramme du temps moyen "conditions C1, C2 et C3"

Pour la 1ère question : 100% des personnes qui ont participé à l'expérience ont préféré la

"condition C3" (caméra perpendiculaire et retour d'effort).

Pour la 2ème question : 60% des sujets optent pour la "condition C2", alors que 40% ont

sélectionné la "condition C3".

Pour la 3ème question : Alors que le retour tactile ne semble pas influencer directement la

performance, il a un effet sur le ressentie des personnes puisque 91% des personne pense que

c'est le meilleur retour pour percevoir les actions de leur collaborateur et 9% ont choisi la

"condition C2".

Figure 25 : condition préférées par les différents sujets


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5. Conclusion

L’un des aspects les plus importants de ce travail est l’étude de l’influence du point de vue en

téléopération collaborative à travers des essais établis sur une plate forme virtuelle et sous

différentes conditions de manipulation. Au cours de ce travail nous avons étudié le

comportement des différents sujets ayant participé à ces tests. Ces tests révèlent une grande

différence entre le travail mono-utilisateur et le travail collaboratif (deux utilisateurs). Ces

différences sont essentiellement liées à la durée de réalisation de la tâche qui est nettement

meilleure sur le plan collaboratif grâce au partage de la tâche par les deux opérateurs

(synchronisation de la tâche, vue plus étendue, et anticipation des mouvements du

collaborateur en présence du retour tactile). Néanmoins, l’introduction du retour tactile

comme retour d’information n’a pas vraiment un effet remarquable sur l’optimisation de la

durée de la tâche et la performance globale du système mais, il a un autre effet sur le ressentie

des opérateurs qui pensent pouvoir les aider pour la saisie et la dépose des objets et aussi la

perception des mouvements de leur collaborateur.


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Sommaire Page

1. Introduction …………………………………………………………………………………2

2. Présentation détaillée………………………………………………………………………..2

2.1. La bibliothèque OpenGL………………………………………………………………..3

2.2. Le matériel……………………………………………………………………………...4

2.3. Description de la cellule robotisée……………………………………………………...6

3. Le principe du client-serveur :TCP/IP………………………………………………………8

3.1. Le protocole UDP/IP……………………………………………………………………8

3.2. Le protocole TCP/IP…………………………………………………………………..11

4. Application et analyse des résultats………………………………………………………..15

4.1. Cas mono-utilisateur………………………………………………………………..…15

4.1.1. Analyse du mouvement des objets……………………………………………...15

4.1.1.1. Premier objet (grand)…………………………………………………...15

4.1.1.2. Deuxième objet (moyen)………………………………………………..15

4.1.1.3. Troisième objet (petit)…………………………………………………..18

4.1.2. Analyse statistique……………………………………………………………..18

4.1.3. Analyse subjective……………………………………………………………..22

4.2. Cas deux utilisateurs-collaboratif…………………………………………………….23

4.2.1. Analyse du mouvement des objets……………………………………………..23

4.2.2.1. Première condition (C1)……………………………………………….23

4.2.2.2. Deuxième condition (C2)……………………………………………...26

4.2.2.3. Troisième condition (C3)……………………...………………………26

4.2.2. Analyse statistique et subjective……………………………………………….26

5. Conclusion…………………………………………………………………………………29

Étude de l’influence du point de vue en téléopération...

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