Description du projet :
Afin de rester compétitive, l'industrie suisse doit massivement robotiser sa production. Dans ce con-texte, un nouveau type de robot dit collaboratif est arrivé sur le marché et permet d'automatiser diffé-rentes tâches en collaboration avec l'opérateur. Ce type de robot à cadence moins élevée que les robots de type industriel est idéal pour des lots de tailles moyennes correspondant au contexte in-dustriel suisse. Cependant, ce genre de robot (tout comme les robots industriels) souffrent de 2 limi-tations majeures : soit leurs trajectoires sont programmées hors ligne et ne tiennent pas compte d'un environnement flexible générant un risque de collision, soit qu'en cas de modification de trajectoires en cours d'exécution, il n'est pas possible de vérifier l'absence de collision. Dans de nombreuses applications, le robot peut faire face à un environnement qui varie et ainsi risquer des collisions. À titre d'exemple, on peut citer des applications de bin picking, applications dans lesquelles il s'agit de venir chercher une pièce qui se trouve en vrac parmi d'autres dans une caisse. Pour développer ce genre d'application, il s'agit de pouvoir déterminer la position et l'orientation d'une pièce à l'aide d'une caméra 3D et de pouvoir générer une trajectoire robot sans collision avec les autres pièces se trouvant dans la caisse. De nombreuses solutions industrielles existent afin de déterminer la pose de la pièce, à l'inverse, peu de solutions sont disponibles afin de générer la trajectoire robot sans colli-sion dans cet environnement flexible.
La plupart des logiciels robot disponibles (ABB, Stäubli, UR, ') permettent de générer des trajec-toires avec contrôle de collision a priori (hors ligne) avec un environnement mais n'offrent pas la possibilité de vérifier en cours d'exécution s'il y aura une collision entre le robot, son préhenseur et son nouvel environnement acquis via caméra 3D par exemple.
Dans ce projet, un outil, appelé CFRT, qui permet de vérifier qu'une trajectoire robot peut être exé-cutée sans collision avec son environnement, perçu à la volée à l'aide de capteurs a été développé. Pour ce faire, il s'agit de calculer la position des différentes articulations du robot et de son préhen-seur au cours du temps en fonction de la position à atteindre et de vérifier l'absence de collision avec les données acquises par les différents capteurs. De plus, en cas de détection de collisions, une nouvelle trajectoire est planifiée afin de l'éviter. Pour pouvoir être utilisée en ligne, cette vérifica-tion de collisions et planification de trajectoire est rapide afin de pouvoir être exécutée en temps masqué.
L'outil développé est basé sur MoveIt [1], un outil de planification de trajectoires s'exécutant sous ROS (Robot Operating System [2]). MoveIt est un outil destiné à la recherche et donc extrêmement complexe d'utilisation. Durant ce projet, il s'est donc agit d'encapsuler les fonctionnalités disponibles dans MoveIt, de simplifier son utilisation et de minimiser les paramètres à régler afin de les rendre utilisable par une personne sans connaissance approfondie de ROS, de MoveIt et des générateurs de trajectoires. Deux applications de bin picking ont également été réalisées sur deux robots de marques différentes afin de démontrer l'interopérabilité de la solution. L'outil CFRT permet donc à des intégrateurs de robots de développer des applications destinées à un environnement flexible. De plus, il peut sans problème être utilisé de manière mixte dans une application utilisant du code natif du robot.
Equipe de recherche au sein de la HES-SO:
Kunze Marc
, Depierraz Luc
, Muller Hugo
, Grall Lucas Hugo
Partenaires académiques: IAI
Durée du projet:
01.12.2021 - 31.07.2023
Montant global du projet: 100'000 CHF
Statut: Terminé
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