Conception électronique et informatique d'un robot mobile pour usage dans un environnement domiciliaire

Un robot mobile permet d'étendre les sens et les capacités d'action des humains dans des environnements variés.Un de ces environnements est le domicile, où le robot peut agir pour rendre des services aux occupants, directement ou à distance via une interface de communication. C'est dans ce cadre que le travail présenté dans ce mémoire se situe. Spécifiquement, pour la conception électronique et informatique de plate-forme mobile téléopérée, dans une optique de prestation de soins à domicile en télésanté. Aucune plate-forme de ce type n'existe sur le marché, et notre étude vise à mettre en évidence et répondre aux défis d'intégration sous-jacents à une telle conception. Ce mémoire vient étudier le choix des capteurs, leurs interfaces (énergétique et informatique) et leur disposition sur la plate-forme, la localisation de la plate-forme dans son environnement (par odométrie, balises infrarouges NorthStar et repérage laser), la planification de trajectoires, l'architecture logicielle ainsi que la prise de décision embarquée sur le robot versus sa téléopération à distance. Nos résultats illustrent les performances du système conçu et ses fonctionnalités, servant de première preuve de concept pour une telle plate-forme. Le design électrique du robot ainsi que le choix de ses composantes nous permettent d'obtenir une autonomie énergétique de trois heures. L'ajout de capteurs de proximité permettent au robot de se déplacer de façon sécuritaire dans un environnement réel. Le logiciel CARMEN est le système de localisation étudié qui donne la meilleure estimation au niveau de la position du robot dans l'environnement. Le robot est également capable de générer et de suivre un trajet de manière autonome dans l'environnement d'opération en utilisant une représentation cartographique construite au préalable. Des tests en laboratoire ont permis de valider le fonctionnement général du prototype tant au niveau de la prise de décision autonome que celui de l'exécution de commandes de téléopération. Ce prototype s'avère donc être un excellent point de départ sur lequel des améliorations pourront être apportées quant à l'évitement d'obstacles et la reprise de trajectoire, pour la tenue de tests dans de vrais domiciles