Commande collaborative pour un fauteuil roulant intelligent

Le contrôle partagé est l'une des plus importantes problématiques à laquelle les chercheurs font face dans le domaine de l'interaction entre l'Homme et la machine. Il est souvent appliqué pour les véhicules motorisés avec contrôle assisté tels que les fauteuils roulants électriques, les marcheurs médicaux, les véhicules d'exploration spatiale et l'exploration sous-marine... Il est aussi utilisé pour la robotique manipulatrice avec les modules de téléopération des bras manipulateurs et des instruments chirurgicaux. Le but de ce mémoire est le développement d'un système de contrôle collaboratif entre un opérateur humain et un Fauteuil Roulant Motorisé Intelligent (FRMI) afin de faciliter les tâches de navigation pour les personnes à mobilité réduite dont la maladie affecte leur aptitude pour contrôler la machine d'une manière précise. Nous proposons donc un module de navigation qui se base théoriquement sur les processus de décision de Markov afin d'estimer d'une part l'intention du pilote et corriger d'autre part ses commandes dans le cas de danger. Ce module donne une importance majeure aux signaux de contrôle de l'humain qui est considéré dans tout le travail comme étant la source primaire de décision. Par conséquent, le module se contente uniquement de l'assister. Deux modes de fonctionnement de notre contrôleur collaboratif ont été créés afin de satisfaire divers styles de conduite et fournir des degrés d'assistances différents. Pour le premier mode, l'utilisateur fixe une ou plusieurs destinations sur la carte de l'environnement créée par le fauteuil en temps réel et ainsi pendant qu'il navigue librement, la machine estime son intention en observant ses commandes pour l'aider à atteindre la destination la plus probable en évitant tous les dangers. Par contre, pour le deuxième mode de fonctionnement, nous présentons un degré d'assistance plus élevé, autrement dit les rôles sont inversés et c'est le FRMI qui se chargera de toutes les tâches de navigation (planification de trajectoire, détermination de commandes de vitesse, évitement d'obstacle...). Le rôle du pilote se résume initialement dans l'expression d'une destination finale mais il peut reprendre le contrôle à tout instant si par exemple il change d'avis pendant la navigation et il veut atteindre un point intermédiaire sur la carte. Notre travail contribue à l'amélioration de l'interaction entre l'humain et la machine en partageant le contrôle pendant la navigation. Il assure aussi une sécurité supplémentaire en prévoyant les risques d'accrochage pour réduire la vitesse en cas de danger non détecté par l'usager.