Navigation semi-autonome d'un fauteuil roulant motorisé dans un environnement extérieur par intégration d'un GPS

La navigation à l'extérieur ou dans un milieu urbain représente un défi important dans la navigation robotique. Pour y parvenir, le robot doit pouvoir se localiser, planifier sa trajectoire et éviter les obstacles. Ce travail présente une étude préliminaire de ces différents aspects dans la perspective d'une application éventuelle à des fauteuils roulants motorisés. Pour la localisation en milieu urbain, l'utilisation du capteur GPS commercial a été privilégiée. En premier lieu, une caractérisation des erreurs de mesures GPS a été réalisée. Ces erreurs comportent deux composantes : un biais qui varie lentement et une erreur aléatoire. Deux appareils GPS ont été utilisés : le premier pour déterminer le trajet désiré en extrayant les données à partir d'un fichier GPX généré par l'appareil suite à une planification en mode piéton ; le deuxième est un senseur GPS qui donne la position instantanée du robot sous forme de phrases suivant le protocol NMEA. Un algorithme de projection des données GPS dans le repère local en fonction de la position initiale spécifiée par l'usager permet de compenser, à court terme, le biais des mesures GPS. Une fusion de données GPS et des mesures d'odométrie fournies par le robot a été réalisée à l'aide d'un filtre de Kalman étendu. Les résultats montrent que le robot peut suivre des trajectories planifiées avec une précision de l'ordre de 0,5 mètre. Un suivi de trajectoire rectiligne le long d'un mur a aussi été réalisé combinant le suivi de trajectoire avec la localisation et l'évitement d'un obstacle utilisant un capteur laser pour détecter la « bordure » du chemin (de façon analogue au déplacement sur un trottoir). Ces résultats préliminaires illustrent le potentiel de l'approche proposée et ouvrent la voie à des travaux plus élaborés traitant des différentes problématiques de la navigation en milieu urbain :localisation, planification et évitement d'obstacles.