La navigation robot mobile est un domaine central de la robotique.. Selon le contexte, un robot peut évoluer dans un environnement bien connu, structuré et coopératif, ou au contraire dans un milieu naturel, complexe et imprévisible.
Cette différence conduit à distinguer deux grandes catégories de robots mobiles :
- Les robots d’intervention, conçus pour évoluer dans un milieu mal connu, peu structuré et difficilement aménageable.
- Les robots de service, destinés à des tâches répétitives dans un environnement coopératif.
Navigation et planification de trajectoire
Lorsqu’un robot évolue dans un milieu parfaitement connu et fixe, sa trajectoire peut être définie à l’avance. C’est par exemple le cas d’un enregistrement préalable en mode télé-opéré.
Dans un environnement connu mais évolutif, des obstacles imprévus peuvent apparaître. Le robot doit alors s’appuyer sur des capteurs spécifiques pour analyser l’espace en temps réel et corriger sa trajectoire.
Enfin, dans un milieu non structuré ou inconnu, la trajectoire doit être planifiée en ligne. Cela nécessite un système de perception capable de construire progressivement un modèle de l’espace navigable. Dans ce cas, le robot doit disposer de capacités décisionnelles, parfois complétées par l’intervention d’un opérateur humain.
Complexité des systèmes de navigation
La difficulté de la navigation dépend de plusieurs facteurs :
- le niveau de connaissance de l’environnement (figé ou évolutif),
- le mode de définition de la trajectoire (apprentissage préalable, planification en ligne),
- la précision et la fiabilité des capteurs,
- le temps de réponse du système.
Ainsi, les performances d’un robot mobile reposent sur la qualité de ses capteurs et sur les méthodes utilisées pour sa localisation.
Interactions avec l’environnement
Toute mission confiée à un robot vise à agir sur son environnement. La maîtrise des interactions robot-environnement est donc un élément central en robotique.
On distingue deux grands types d’environnements :
- Environnements structurés : pièces mécaniques, sites industriels, zones bien définies.
- Environnements non structurés : terrains naturels, fonds marins, sites planétaires, zones accidentées.
Un robot mobile doit être polyvalent et autonome pour s’adapter à ces différentes situations. Cela signifie qu’il doit être capable de réaliser diverses tâches et de modifier son comportement en fonction des conditions rencontrées.
Rôle des balises dans la navigation
Dans certaines applications, des balises de référence sont utilisées pour faciliter la localisation du robot. Plusieurs technologies sont possibles :
- Balises radio émettant un signal détectable par antenne directionnelle.
- Codes visuels comme les couleurs ou les codes-barres, identifiés par une caméra.
Grâce à ces balises, un robot peut déterminer sa position par des méthodes comme la triangulation.
La navigation des robots mobiles dépend fortement de la connaissance de l’environnement, des capteurs embarqués et des méthodes de localisation utilisées. Qu’il s’agisse d’un robot de service dans un cadre structuré ou d’un robot d’intervention dans un milieu naturel, la capacité d’adaptation reste la clé d’un système robotique efficace et autonome.
