Conception et intégration d'un capteur LIDAR 3D pour la navigation autonome des robots mobiles en terrain inconnu

L'étude de la planète Mars suscite un intérêt grandissant au sein de la communauté scientifique. Étant donné la distance séparant la Terre de cet astre, ainsi que l'environnement particulièrement hostile y régnant, son exploration tire avantage de l'utilisation de robots mobiles (rovers). Les fenêtres de communication peu nombreuses de même que les délais importants justifient le déploiement d'intelligence artificielle sur ces plates-formes mobiles afin de maximiser leur autonomie. L'un des enjeux primordiaux est alors la capacité que possèdent de tels robots de naviguer de façon autonome et donc de percevoir l'environnement au moyen de systèmes de vision avancés.Le projet de recherche dont il est question dans ce mémoire s'articule autour de ce thème et est réalisé en collaboration avec l'Agence spatiale canadienne (ASC). L'objectif principal vise la conception d'un système de vision tridimensionnelle permettant à un robot mobile de naviguer de façon autonome. Il concerne plus particulièrement la conception, l'intégration et l'étude de CORIAS (COntinuous Range and Intensity Acquisition System), un système de vision utilisant la technologie lidar (LIght Detection And Ranging). Le système en question utilise comme capteur principal un lidar LMS111 de la compagnie SICK. L'appareil développé au cours de cette recherche répond non seulement à l'objectif principal, mais il est également doté des caractéristiques suivantes : • La reproduction tridimensionnelle de l'environnement s'effectue dans un rayon maximum de 20 mètres. • L'acquisition des données se fait à raison d'un débit maximal de 27 050 points par seconde. • Le temps requis pour balayer complètement l'environnement avec des paramètres d'opération typiques (une résolution de 0,25° en élévation et de 0,50° en azimut) est d'environ 29 secondes. • Le système peut transmettre les mesures d'intensité associées aux points acquis.• Les résolutions verticale (élévation) et horizontale (azimut) sont configurables et assez fines pour détecter des obstacles.• Le système présente un niveau raisonnable de protection face aux conditions environnementales hostiles (poussière, pluie, neige, etc).