Stratégie de contrôle de robot bi-bras dans un environnement industriel

Le besoin grandissant de flexibilité en milieu industriel conduit à reconsidérer la manière dont les robots sont utilisés dans de tels environnements. Il s'ensuit que la relation entre l'homme et les machines doit évoluer au profit d'une plus grande proximité, en leur permettant de partager un espace de travail commun et d'interagir physiquement.Dans cette optique, cette thèse a pour objectif de contribuer au contrôle de robots bi-bras à des fins collaboratives dans un contexte industriel. Pour ce faire, nous proposons une approche de contrôle cinématique réactif basée sur une loi de contrôle en admittance. Celle-ci permet une manipulation d'objets sécuritaire en collaboration physique avec des opérateurs humains. Le contrôleur résout un problème d’optimisation quadratique (QP) afin de trouver le déplacement articulaire permettant de satisfaire la commande spécifiée dans l'espace de la tâche, ceci tout en respectant un ensemble de contraintes (e.g. limites articulaires, évitement de collision).La résolution cinématique peut être adaptée afin de générer des solutions parcimonieuses au niveau des vitesses articulaires, ce qui signifie qu'un nombre minimal d'actionneurs est activé pour assurer la réalisation de la tâche. Cela induit un comportement potentiellement plus sûr dans un environnement évolutif partagé avec des individus.Les plateformes bi-bras comprennent parfois des extensions (par exemple, une base mobile, un torse articulé, etc.). Dans cette thèse, nous présentons une méthode hiérarchique originale pour le contrôle de systèmes multi-robots.Une implémentation open source du travail, acrfull {rkcl}, a été développée. Cette librairie rassemble tous les composants décrits dans cette thèse et peut être facilement configuré pour inclure de nouveaux robots. Tout au long des développements, des validations expérimentales ont été effectuées sur le cobot mobile à deux bras BAZAR.The growing need for flexibility in industrial settings leads to reconsidering the way robotic systems are exploited in such environments. It follows that the relationship between humans and machines has to evolve in favor of more proximity, by letting them share the same workspace and physically interact together.With this in mind, this thesis aims at contributing beyond the state of art in the control of dual-arm robots for collaborative purposes in an industrial context. We propose a generic online kinematic control approach based on an admittance control law which enables safe manipulation of objects in physical collaboration with humans. The controller solves a acrfull{qp} optimization problem to find the joint space motion that satisfies the task space command while respecting a set of constraints (e.g. joint limits, collision avoidance).The kinematic solver can be tuned to generate parsimonious solutions at the joint velocity level, meaning that as few actuators as possible are activated to achieve the tasks. This induces potentially safer behavior in an unstructured environment shared with humans.Dual-arm platforms are sometimes extended to include additional robots (e.g., mobile base, articulated torso, ...). In this thesis, we also present an original hierarchical method for the control of multi-robot systems.An open-source implementation of the work, acrfull{rkcl}, is available. It implements all the components described in this thesis and can be easily configured to work with new robots. Throughout the developments, experimental validations have been performed on the dual-arm mobile cobot BAZAR