thématiques de recherche de l’équipe mcm liées à la détection de collision

Damien Chablat - Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes

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Thématiques de recherche de l’équipe MCM liées à la détection de collision

Damien ChablatPatrick Chedmail – Philippe Wenger

Fouad Bennis - Alain Bernard

Damien Chablat - Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes 2

Thématiques de l’équipe

• Conception de mécanismes : – étude de nouvelles architectures cinématiques de robots

et de machines outils parallèles, conception robuste de mécanismes.

• Conception de sites robotisés : – choix et placement de robots et de mannequins dans un

site de production ou d’assemblage, planification de trajectoires, étude d’accessibilité à l’aide d’outils de type réalité virtuelle.


Objectifs de la conception de sites robotisés :

• Initialement– Définir les architectures de robots

– Définir le placement de robots Définition de trajectoires hors collision


Outils utilisés

Technologies anciennes Sphering box Bounding box Adaptées à la puissance des stations des années 80-90 Test de collisions par millions Informations demandées: Interférence Oui/Non


Accessibilité et aptitude au montage

Objectifs Définir des trajectoires d’objets Définir des trajectoires de mécanismes Définir des trajectoires de mannequins

Outils Méthodes multi-agents Algorithmes locaux simple plus vision global de l’opérateur.



• Systèmes de génération de trajectoires

– Méthodes avec perception globale de l’environnement.

– Méthodes avec perception locale de l’environnement

– Méthodes avec perception globale et locale

Environnement

trajectoire

élém

enta

ire

Objet

Cible



• Architecture de coopération– Rapidité des algorithmes locaux.– Capacité de synthèse et vision globale de l’homme.

• Définition des agents– Agent attracteur,– Agent opérateur,– Agent collision,– Agent cinématique,– Agent ergonomie,– …

base de données

algorithme

reconnaissance del’environnement

contributions

opérateur



• Agent collision: Objectifs

– Eviter les collisions avec l’environnement• Reconnaissance de la ligne de collision.

• Mouvement d’anti-collision élémentaire suivant les différents ddl.

Déplacement élémentairesuivant les ddl internes

Déplacement élémentaire



• Informations possibles– Volume de collision

– Ligne de collision

– Profondeur de collision

• Données géométriques– Modèle polygonal

– Position de la matière ??? Données d’entrée non conforme !!

SV

S

l1

l2

l3

l4

l5

l6



• Exemple simple– Environnement modélisant un couloir.

– Train cinématique de 4 corps liés par des rotules.

repère de tête

structFour : 6 ddl

headpart1part2part2

Hinge : 3

ddl

Hinge : 3

ddl

Hinge : 3

ddl

15 ddl de commandéspour l’objet manipulé.



• Exemple industriel– Test de l’accessibilité d’une bouteille d’oxygène (CEDIX, 1998).

Détection de collision: profondeur de pénétration



• Exemple avec un mannequin– Mannequin de dVISE.

• Homme, 1m70.

– Restriction d’étude.• Coté droit du mannequin.

– Main, avant bras, bras, épaule, torse, tête.

• Paramétrage articulaire.

– Liaisons A, B, C, D et la tête.

A

B

C

D

Avant bras

Bras

Main

Torse



• Exemple avec un mannequin


Visibilité, accessibilité, aptitude au montage

• Intégration de la vision– Définition d’un cône de vision monoculaire

– Intégration de contraintes ergonomiquesEyes

20° 40°

20°

Eyes

30°

50°

xm

zm

ym

m

bRb

b

Rs

Rm

t

u

C

b

visual axis sy target

T

S

c


Manipulation avec retour haptique

• Objectif: – déplacer des objets par un opérateur avec informations

haptiques

• Contexte: – Environnement de

CAO-RobotiqueeM-Workplace



• Périphériques– Phantom Desktop (3ddl haptique)

– Lunettes 3D

• Informations détection de collision– Distance entre objets

– Points les plus proche

• Architecture de l’application

dd m in

P



• Utilisations– Déplacement d’objets

– Déplacement de robots

– Déplacement de mannequins



• Problèmes et contraintes– Utilisation des données géométriques natives afin d’utiliser toutes

la sémantique de la cellule robotisée…

– Réduire les temps de calculs pour manipuler de grandes bases de données…

• Solutions– Utilisation de librairies

(H-Collide, IMMPACT, PQP , RAPID, CONTACT, VPS, ...)

– Définition de passerelles rapide et simple !! Objectifs de l’AS ???


Conclusions

Utilisation de données géométriques de maquette numérique

Verrous technologiques Détection de collision

Solutions Simplification des données

Tests de conformité Transformation de géométrie afin d’obtenir des modèles compacts

(Tesselation)

Améliorer les échanges des données Gérer la précision, les liens entre les surfaces, la structure des

informations

Intégrer des interfaces dans les outils de détection de collision.

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