FR2673736A1 - Appareil de navigation pour robot. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un appareil de planification d'un trajet de robot. Elle se rapporte à un appareil qui comprend un dispositif de réalisation d'une grille résistive, ayant des nœuds (21-28) et des connexions internodales (29), un dispositif de commande des mouvements du robot, et un dispositif de sélection de la direction de déplacement du robot. Selon l'invention, le dispositif de sélection de la direction de déplacement du robot comporte un dispositif de détection des connexions internodales (29) qui sont en circuit ouvert et un dispositif destiné à empêcher le déplacement du robot suivant un trajet associé à une connexion internodale (29) en circuit ouvert. Application à la commande de robots.

Description

La présente invention concerne un appareil destiné à

assurer la navigation d'un robot.

Un problème posé par la navigation d'un robot soumis à une contrainte d'évitement des obstacles dans une pièce est un problème connu dans le domaine de la planification

du trajet des robots Divers procédés permettent la résolu-

tion de ce problème, et ils mettent en oeuvre notamment un

appareil qui recherche par exemple tous les trajets dispo-

nibles et sélectionne celui qui convient le mieux, avant que le robot ne se déplace depuis sa position de départ, ainsi qu'un appareil qui met en oeuvre un procédé à champ artificiel de potentiel Lors de l'utilisation du procédé

à champ artificiel de potentiel, les obstacles sont repré-

sentés par une simulation par logiciel sur une pastille logique associée au robot, sous forme de forces répulsives

alors que le but est représenté par une force d'attraction.

Une pastille logique est normalement une pastille électro-

nique qui contient tout le circuit logique de navigation du robot, la logique étant normalement réalisée par des composants électroniques binaires tels que des portes ET, des portes OU, des portes NON-ET, etc L'utilisation de ce procédé à champ artificiel de potentiel crée un champ de potentiel sur la représentation du milieu dans lequel doit être réalisée la navigation Un trajet est sélectionné par une descente du gradient du champ de potentiel de la position du robot vers le but L'utilisation de cette solution pose un problème, car l'algorithme peut trouver un

minimum local du champ de potentiel avec certaines configu-

rations d'obstacles, surtout concaves, et peut s'arrêter au

lieu d'atteindre le but.

Par ailleurs, un appareil de navigation pour robot peut mettre en oeuvre une grille résistive Le milieu dans lequel est réalisée la navigation est divisé théoriquement en une grille ayant des noeuds aux intersections des

divisions théoriques de la grille, et chaque noeud repré-

sente une partie séparée de la région de navigation Sur la pastille logique, la grille résistive est représentée d'une manière telle qu'une résistance particulière (normalement sous forme d'un composant résistif) est affectée à chaque connexion entre noeuds La grille résistive a normalement une topologie hexagonale ou rectangulaire de connexion Les obstacles sont représentés sur la pastille logique sous forme de zones de résistance élevée ou infinie sur un fond de faible résistance constante Une tension est alors appliquée à la pastille logique entre le noeud représentant la position actuelle du robot ou la position initiale et le noeud représentant le but Un courant circule et un trajet presque optimal vers le but est déterminé suivant le trajet du courant maximal Ce procédé présente les avantages suivants: 1 s'il existe au moins un trajet entre la position actuelle du robot et le but, un trajet est déterminé dans la direction du courant maximal (contrairement au procédé du champ artificiel de potentiel), et 2 il peut être réalisé directement par des éléments

matériels qui peuvent travailler en temps réel, c'est-à-

dire dans lesquels la position du robot dans la région de navigation est évaluée constamment et la position actuelle du robot est constamment utilisée comme position initiale

du robot.

On peut souvent déterminer des trajets plus courts par application à nouveau de la tension à chaque noeud atteint sur le trajet et par détermination de la direction de déplacement d'un seul noeud à la fois Cette variante tient aussi compte des erreurs de position du robot s'il

dérive en dehors du trajet prescrit.

Dans une réalisation du procédé à grille résistive (voir "Parallel analogue computation for real-time path planning", de Tarassenko, Marshall, Gomez-Castaneda et Murray, Proc Oxford International Workshop on VLSI for Artificial Intelligence and Neural Networks, 1990 Les connexions entre les noeuds sont formées de transistors uniques, avec une cellule RAM, c'est-à-dire un élément de mémoire à accès direct, fixée à une porte afin qu'elle soit

programmée sous forme ouverte (pas de connexion, c'est-à-

dire présence d'un obstacle) ou fermée (connexion de faible

résistance, c'est-à-dire partie du fond).

Dans la réalisation précédente, chaque noeud peut être connecté par un transistor de circulation à un rail d'alimentation en tension L'application d'une haute tension par ce rail à un noeud particulier est interprétée par la pastille logique et une pastille de commande du déplacement du robot (qui est aussi associée au robot) comme le fait que le noeud représente la position actuelle du robot dans la région de navigation De même, chaque noeud peut être connecté à la masse par des transistors de

circulation, la mise du noeud à la masse indiquant le but.

Ainsi, la navigation du robot devient une opération comprenant: 1 la programmation de la grille résistive à la périphérie de la région de navigation et des positions des obstacles,

2 l'application d'une tension du rail d'alimenta-

tion au noeud correspondant à la position actuelle du robot, et 3 la lecture du trajet de circulation du courant maximal. La lecture de la direction de circulation du courant maximal doit être réalisée sans modification de l'équilibre de la grille L'utilisation habituelle de cette réalisation nécessite que ce type de lecture soit réalisé sur une

pastille qui est de préférence une pastille logique.

Normalement, les données de sélection sont transmises à une

pastille de commande des déplacements du robot.

Il existe deux procédés qui peuvent être utilisés pour la lecture sur la pastille logique Les courants dans le transistor entourant le noeud représentant la position actuelle du robot peuvent être lus et une sélection du courant maximal peut être réalisée Le circuit nécessaire à

cet effet sans modification des courants de façon impor-

tante est grand et compliqué, et réduit ainsi le nombre de

noeuds qui peuvent être intégrés sur la pastille logique.

Dans une variante, les tensions aux noeuds entourant le noeud qui représente la position actuelle du robot sont lues et le trajet de tension minimale est sélectionné Ce5 second procédé est plus simple car un simple tampon à charge de source peut être utilisé pour l'isolement du

circuit de lecture de la grille.

L'invention a pour objet la réalisation d'un autre

appareil de planification d'un trajet de robot.

Selon l'invention, un appareil de planification d'un trajet de robot comprend un dispositif de réalisation d'une grille résistive, ayant des noeuds et des connexions internodales, un dispositif de commande des mouvements du robot, un dispositif de sélection de la direction de déplacement du robot, caractérisé en ce que le dispositif de sélection de la direction de déplacement du robot comporte un dispositif de détection des connexions internodales qui sont en circuit ouvert et un dispositif destiné à empêcher le déplacement du robot suivant un trajet associé à une

connexion internodale en circuit ouvert.

L'invention concerne un appareil qui permet la

résolution d'un problème (c'est-à-dire posé par les con-

nexions entre noeuds en circuit ouvert) qui n'a pas été reconnu jusqu'à présent, et dont les implications n'ont pas

été appréciées.

Une connexion entre noeuds peut être en circuit ouvert pour diverses raisons, par exemple parce qu'elle représente une partie d'un obstacle, et des erreurs de fabrication peuvent donner un transistor défectueux qui

reste en circuit ouvert quelle que soit la programmation.

Un exemple d'appareil qui peut être utilisé pour la mise en oeuvre de l'invention comprend un appareil qui désigne un circuit ouvert de connexion internodale par affectation de tensions convenables élevées à ce noeud par rapport aux tensions des autres noeuds de manière que, lorsque la sélection de la direction de déplacement du robot est réalisée par mise en oeuvre des critères de plus faible tension du noeud, la comparaison des tensions aux noeuds détermine qu'une connexion internodale en circuit ouvert ne représente pas une sélection valable de direction de déplacement du robot Dans une variante, lorsque la sélection du déplacement du robot est réalisée d'après les critères de tension la plus élevée du noeud, la tension associée à une connexion internodale en circuit ouvert peut être affectée à une faible tension par rapport aux tensions des autres noeuds Les deux exemples précités d'appareil convenant à la mise en oeuvre de l'invention utilisent des critères de sélection reposant sur la comparaison de tensions pour la sélection d'une tension la plus proche de

celle qui est associée à une tension du noeud cible.

D'autres réalisations comprennent une évaluation à distance des tensions des noeuds entourant une position du robot avec sélection ultérieure de la direction de déplacement en fonction de l'amplitude calculée du courant Ces calculs comprennent des schémas d'interpolation, par exemple la sélection de la direction de déplacement en fonction de la détermination d'une somme pondérée de tous les vecteurs

courant qui sont calculés.

L'invention concerne aussi un appareil qui permet la résolution du problème de l'oscillation du mouvement du robot entre deux noeuds L'oscillation peut être supprimée par détection du début d'un cycle d'oscillation entre deux noeuds et, lorsque ce phénomène se produit, la connexion internodale est mise en circuit ouvert et interrompt ainsi

la boucle d'oscillation.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion ressortiront mieux à la lecture de la description qui

va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'un milieu de navigation; la figure 2 est une représentation schématique d'un robot; la figure 3 est une représentation d'une partie d'une grille résistive dans laquelle un noeud ayant la plus faible tension associée ne correspond pas à un trajet de courant maximal; la figure 4 est un ordinogramme mis en oeuvre par un appareil de planification de trajet de robot; la figure 5 est un schéma d'un circuit d'affectation d'une haute tension à un bus; la figure 6 est un schéma d'un circuit d'affectation d'une tension à un bus; la figure 7 est un schéma d'un circuit d'affectation des bords d'une grille résistive sous forme de connexions en circuit ouvert; et la figure 8 est un schéma d'un exemple de circuit comparateur utilisé pour la sélection de la direction de

déplacement du robot.

La figure 1 est une représentation schématique d'un milieu de navigation 1, par exemple une pièce ou un sol d'usine, qui est divisé de manière imaginaire en un réseau à topologie rectangulaire comprenant des noeuds, ce réseau étant appelé "réseau internodal" Par exemple, une pièce

d'environ 9 m 2 est divisée en un réseau internodal conte-

nant cent noeuds, bien que des réseaux plus fins ou plus grossiers puissent aussi être utilisés Chaque noeud du réseau représente une position individuelle et séparée dans

le milieu de navigation Le noeud 2 représente le position-

nement d'un robot 3 (par exemple de type cylindrique), alors que le noeud 4 représente une position cible vers laquelle le robot doit naviguer, cette position étant appelée "but" ou cible Des obstacles 5, 6 et 7 sont aussi présents dans le milieu de navigation Par exemple, ces obstacles peuvent être des articles placés sur des tables, des portes, etc lorsque le milieu de navigation est une pièce, ou de l'appareillage, etc, lorsque le milieu de navigation est un sol d'atelier Un problème habituel posé par la navigation d'un robot est celui que la navigation du robot suivant un trajet partant d'une position initiale, telle que le noeud 2, et rejoignant une position cible, par exemple au noeud 4, de manière que le robot évite tous les5 obstacles contenus dans le milieu de navigation, par exemple les obstacles 5, 6 et 7 La navigation par mise en oeuvre d'un procédé à "grille résistive" utilise les noeuds du réseau internodal comme représentation de positions discrètes dans le milieu de navigation, et affecte des résistances à chaque connexion entre chaque noeud respectif et les noeuds voisins respectifs Les résistances sont affectées à chaque connexion internodale en fonction des techniques classiques des grilles résistives afin que les obstacles soient représentés par des régions de résistance

élevée ou infinie, par rapport à un fond de faible résis-

tance constante Les techniques habituelles à grille résistive ont des connexions internodales qui se trouvent totalement en dehors d'un obstacle et sont affectées à une

faible résistance, et des connexions internodales représen-

tant les positions qui se trouvent partiellement ou en totalité à l'intérieur d'un obstacle ont une résistance élevée qui leur est affectée La représentation de chaque obstacle a une dimension accrue destinée à tenir compte de la dimension finie du robot (par exemple lorsque le robot est cylindrique, la représentation du robot est augmentée de la moitié du diamètre du robot), et les connexions internodales qui se trouvent partiellement ou totalement dans cette représentation d'une région agrandie ont une résistance affectée qui peut être élevée ou moyenne par

rapport à la faible résistance du fond.

La figure 2 représente schématiquement le robot 3 qui peut être utilisé pour la navigation dans un milieu de navigation Le robot possède des capteurs 10 qui sont utilisés pour la détection du positionnement du robot dans un milieu de navigation Les capteurs sont par exemple des détecteurs électromagnétiques, par exemple infrarouges, ou

vibrationnels, par exemple à onde multiple ou à sonar.

L'information donnée par les capteurs est utilisée à l'entrée d'une pastille 11 d'interprétation qui interprète l'information reçue des capteurs de manière qu'elle donne des informations à la pastille logique 12 et au module 13 de commande, par exemple sous forme des coordonnées de la position initiale actuelle du robot par rapport au réseau internodal et à la grille résistive associée La pastille logique contient notamment une logique de navigation du robot de sa position initiale à la position cible Le module de commande exécute des fonctions qui comprennent le déplacement du robot 3 à l'aide d'un ensemble 14 par exemple à moteur, d'un mécanisme 15 de direction et de roues 16 D'autres fonctions exécutées par le module de commande peuvent comprendre la transmission de signaux à la pastille logique, ces signaux étant relatifs à la position actuelle du robot, à la détection des obstacles et à la communication du positionnement de nouveaux obstacles ou

d'obstacles modifiés à la pastille logique.

La figure 3 représente une grille résistive simple 20 ayant une connexion internodale en circuit ouvert, éventuellement due à un transistor défectueux ou à une représentation d'une partie d'un obstacle La grille résistive repose sur un réseau internodal à topologie hexagonale, bien que cette grille résistive puisse aussi être considérée comme une partie d'une grille résistive plus grande Dans la grille résistive 20, le noeud 21 est désigné comme étant la position initiale du robot, par un module de commande (non représenté), et, selon les procédés classiques des grilles résistives, ce noeud est connecté à

une haute tension, provenant dans ce cas d'un rail d'ali-

mentation (non représenté) Le rail d'alimentation en tension peut être à toute tension choisie, mais il est maintenu aussi près de cinq volts que possible de manière classique Le noeud 27 est désigné afin qu'il représente une position cible qui doit être atteinte par le robot et ainsi il est mis à la masse par les procédés classiques des grilles résistives, c'est-à-dire qu'il est réglé à une tension de zéro volt Les voisins du noeud 21 sont les noeuds 22, 23 et 24, le noeud 23 ayant une tension affectée par la pastille logique qui est inférieure à celle de chacun des autres voisins car il est plus près du noeud représentant la position cible qui est le noeud 27 Cepen- dant, la sélection du trajet de déplacement entre les noeuds 21 et 27 par utilisation de la logique classique à grille résistive provoque un déplacement invalide du robot lorsque la connexion internodale 28 des noeuds 21 et 23 est en circuit ouvert Lorsqu'un robot se déplace le long d'un trajet représenté par une connexion internodale en circuit

ouvert, tout déplacement ultérieur du robot est interrompu.

Le problème posé par les connexions internodales en circuit

ouvert est rare lors de l'utilisation des grilles résis-

tives pour la navigation du robot mais, néanmoins, il a un

résultat catastrophique sur le déplacement du robot lors-

qu'il se produit puisque le déplacement du robot dans la direction représentée par une connexion internodale en

circuit ouvert peut provoquer une collision avec un obs-

tacle et une détérioration du robot et/ou de l'obstacle.

On décrit maintenant des exemples d'étapes qui sont exécutées par l'appareil 25 de navigation par détermination d'un trajet du robot dans un milieu de navigation Ce

dernier est divisé de façon imaginaire en un réseau inter-

nodal Les noeuds de ce réseau sont des positions discrètes dans le milieu de navigation et sont représentés, sur une pastille logique, par des noeuds d'une grille résistive Le milieu de navigation est surveillé par les capteurs du robot, si bien que la position initiale et la position d'un ou de plusieurs obstacles sont détectées Les capteurs transmettent un signal à une pastille d'interprétation qui transmet elle- même des signaux à la pastille logique contenant une information relative à ces positions La pastille logique combine cette information à celle de la position cible (transmise par le module de commande) et donne des résistances appropriées aux connexions entre les noeuds d'une grille résistive Chaque connexion internodale

de la grille résistive a une résistance affectée en fonc-

tion de sa position par rapport à la position ou aux positions des obstacles La position initiale, c'est-à-dire

la position au début de la navigation du robot, est mémo-

risée dans un registre à décalage La pastille logique lit alors les tensions à chaque noeud entourant le noeud représentant la position initiale Elle peut effectuer cette opération parce qu'elle possède un bus incorporé à sa structure, et le bus est un dispositif destiné à transférer un certain nombre d'éléments d'information en parallèle d'une partie du circuit logique à une autre Un bus est constitué d'un certain nombre de lignes de bus, par exemple des connexions ou fils métalliques, capables chacune de transférer un élément d'information A l'intérieur de la pastille logique 12, les lignes du bus sont distribuées dans la grille afin que, pour chaque noeud particulier, un nombre suffisant de lignes de bus soit disponible pour le transfert d'information relative à la direction disponible de déplacement à partir de ce noeud particulier Ainsi, dans le cas d'une topologie de grille résistive hexagonale, le bus doit posséder six lignes capables de transférer six éléments d'information Bien que chaque noeud ait accès à une ligne convenable de bus afin qu'il transmette sa tension comme information, seules les tensions des noeuds qui sont des voisins immédiats du noeud représentant la position initiale peuvent avoir accès au bus Après la définition des connexions convenant à la transmission de

l'information de tensions des noeuds au bus, chaque con-

nexion internodale convenable est évaluée pour la détermi-

nation du fait qu'il s'agit d'une connexion en circuit ouvert ou non Lorsqu'une connexion internodale quelconque entre le noeud représentant la position initiale et un noeud voisin immédiat est en circuit ouvert, une haute

tension est appliquée à la ligne convenable du bus corres-

pondant au noeud voisin immédiat Par exemple, cette haute

tension est égale à la tension appliquée au noeud représen-

tant la position initiale, par exemple cinq volts, par un il rail d'alimentation en tension Dans une variante, la haute tension peut être différente de celle du rail d'alimenta- tion et légèrement inférieure à celle-ci Lorsqu'une connexion internodale n'est pas en circuit ouvert, la5 tension associée au noeud voisin immédiat particulier est transférée par la ligne convenable de bus à la pastille logique 12 Lorsque l'information du bus est déchargée, une sélection de la tension minimale est réalisée La pastille logique transmet cette information au module 13 de com-10 mande, sous forme d'un noeud choisi auquel est associée une tension minimale Le module de commande donne alors des instructions à l'ensemble 14 à moteur, au mécanisme 15 de direction et aux roues 16 afin que le robot soit déplacé vers la position qui est représentée par un noeud ayant une tension minimale entre lui et le noeud représentant la position initiale La nouvelle position du robot devient alors sa nouvelle position initiale, toutes les opérations concernant la position initiale s'appliquant alors de la

même manière à la position actuelle.

La position initiale actuelle varie lors du, dépla-

cement du robot car chaque déplacement crée une nouvelle position actuelle, alors que les positions cibles et des obstacles peuvent aussi changer pendant la navigation dans le milieu de navigation Les résistances des connexions internodales peuvent subir des changements après chaque

mouvement du robot qui se déplace dans le milieu de naviga-

tion, afin que les positions des obstacles puissent être évaluées à nouveau et convenablement L'ordinogramme de l'appareil comprend, pour la compensation des variations possibles des positions des obstacles, une étape logique d'évaluation de cette possibilité et de programmation de ces changements dans la grille résistive afin que les résistances des connexions internodales puissent être modifiées afin qu'elles reflètent le nouveau milieu de

navigation L'ordinogramme est résumé sur la figure 4.

Lorsque l'appareil s'est déplacé au moins deux fois depuis sa position initiale, une étape logique supplémentaire peut être incorporée à l'ordinogramme Cette étape logique supplémentaire apparait sur l'ordinogramme de la figure 4 Elle détermine si la position actuelle du robot, conservée par le registre à décalage, est la même que la position initiale de déplacement avant l'évaluation. Si le robot est à la même position que deux déplacements auparavant, il s'agit d'une oscillation Pour que la séquence d'oscillation soit interrompue, une résistance élevée est affectée à la connexion internodale qui est sélectionnée comme étant la direction correspondant à la chute de tension maximale depuis la position initiale actuelle, c'est-à-dire la même connexion internodale qu'un noeud évalué comme étant la position actuelle initiale de déplacement avant l'évaluation), si bien que la pastille logique ne peut pas sélectionner à nouveau la connexion internodale particulière comme connexion internodale à

tension minimale à nouveau.

Un exemple d'algorithme qui peut être mis en oeuvre par la pastille logique 12 d'affectation d'une tension élevée à une connexion internodale en circuit ouvert est maintenant considéré Cette logique est réalisée pour

chaque connexion internodale.

Pour chaque connexion, si {cycle du bus à la masse}, alors bus à la masse afin qu'il soit déchargé; ou si {noeud X connecté à la source}, alors si (connexion à noeud Y fermée} alors mettre tension Y à la ligne du bus, autrement mettre la ligne du bus à une tension élevée autrement si {noeud Y connecté à la source} alors si (connexion au noeud Y fermée} mettre tension X dans la ligne du bus, autrement mettre la ligne du bus à une tension élevée, autrement

laisser la ligne de bus flottante.

Ainsi, pour chaque connexion internodale appropriée (désignée de façon générale entre les noeuds X et Y), la ligne convenable de bus de cette connexion internodale particulière est mise à la masse, c'est-à-dire vérifiée afin qu'il soit certain qu'elle est vide et est ainsi préparée à recevoir la tension du noeud Après cette opération, l'algorithme vérifie si le noeud X a une tension élevée qui lui est affectée (c'est-à- dire vérifie si la position initiale actuelle du robot est celle qui est représentée par le noeud X) et si la connexion internodale entre les noeuds X et Y est fermée, c'est-à-dire n'est pas en circuit ouvert Si le noeud X est celui qui représente la position initiale actuelle du robot et la connexion internodale entre les noeuds X et Y (connexion internodale XY) est fermée, la tension au noeud Y est mise sur la ligne convenable de bus pour cette connexion internodale Si la connexion internodale entre X et Y est en circuit ouvert, la ligne convenable de bus de cette connexion internodale est mise à une tension élevée (c'est-à-dire est affectée à une haute tension) Cependant, si le noeud X n'est pas connecté à la source, c'est-à-dire n'est pas le noeud représentant la position initiale actuelle du robot, l'algorithme détermine si une tension élevée a été affectée au noeud Y (c'est-à-dire si la position initiale actuelle du robot est celle qui est représentée par le noeud Y) et

si la connexion internodale entre les noeuds Y et X (con-

nexion internodale XY) est fermée Si les deux conditions précédentes appliquées au noeud Y sont satisfaites, la

tension au noeud X est placée dans la ligne de bus conve-

nable pour cette connexion internodale Si la connexion internodale XY est en circuit ouvert, la ligne de bus convenable de cette connexion internodale est mise à un niveau élevé (c'est-à-dire qu'une haute tension lui est affectée) Si le noeud Y ne représente pas la position initiale actuelle du robot, la ligne de bus convenant à la connexion internodale reste flottante, c'est-à-dire qu'elle n'accepte pas l'information de tension des noeuds connectés à la connexion internodale XY car ni X ni Y ne représentent

la position initiale actuelle du robot.

La figure 5 représente le circuit logique 29 réalisé en logique C-MOS, destiné à mettre la ligne du bus à une valeur élevée lorsque la connexion internodale XY est en circuit ouvert Le circuit 29 est réalisé entre une tension

provenant du rail 30 d'alimentation à cinq volts pratique-

ment, et zéro volt Le bus est mis à la masse par des transistors 35, 44 et 45 Si le noeud X représente la position initiale actuelle du robot, un trajet existe par les transistors 31, 32, 38 et 40 Si le noeud Y représente la position initiale actuelle du robot, un trajet existe par les transistors 33, 39 et 41 Si ni le noeud X ni le noeud Y ne représentent la position initiale actuelle du robot, un trajet passant par le transistor 36 et la porte 37 est formé lorsque la connexion internodale XY est en circuit ouvert Si ni X ni Y ne représente la position

initiale actuelle du robot, un trajet existe par l'intermé-

diaire des transistors 31, 32, 33 et 34 et des protes 38, 39, 40 et 41, si bien qu'aucune tension n'est mise dans la ligne convenable du bus Le transistor 42 et la porte 43 sont utilisés pour l'inversion des signaux afin que les signaux qui atteignent le transistor 45 soient inversés Siles signaux atteignant le transistor 45 sont dus à la position initiale actuelle du robot représentée par X (ou Y) et la connexion internodale XY est fermée, la tension de la connexion internodale XY est transmise à la ligne du bus par le circuit décrit dans la suite en référence à la figure 6 Cependant, si la position initiale actuelle du

robot est représentée par le noeud X (ou Y) mais la con-

nexion internodale XY est en circuit ouvert, le commutateur 46 reste fermé et une tension d'environ cinq volts est

affectée à la ligne du bus par le rail d'alimentation.

La figure 6 représente un circuit logique 50 utilisé pour la mise d'une tension de connexion internodale XY dans la ligne convenable du bus Ce circuit est commandé lorsque le circuit logique 29 a indiqué que le noeud X (ou Y) représente la position initiale actuelle du robot et que la connexion internodale XY est fermée Lorsque le partage d'une partie du circuit logique 50 avec le circuit logique 29 est décidé, les transistors 51 et 52 peuvent être partagés afin qu'ils forment les transistors 31 et 33 du circuit logique 29 (ou les transistors 32 et 34 lorsque le

noeud Y représente la position initiale actuelle du robot).

La ligne du bus est mise à la masse par le transistor 53 et la porte 55 Lorsque le noeud X (ou Y) a été désigné comme noeud représentant la position initiale ou la position initiale actuelle, un trajet existe par les transistors 51, 52, 56 et 57, et les portes 54 et 58 sont ouvertes si la connexion internodale XY est fermée Ainsi, une haute tension existe à la connexion 60 du circuit et la porte 61 permet l'application d'une tension tamponnée de noeud dans

la ligne convenable de bus.

Lorsqu'une position initiale actuelle du robot se trouve au bord du milieu de navigation 1, les effets de bord sont compensés par mise d'une tension provenant du rail d'alimentation 30 dans la ligne de bus convenable, si une connexion inexistante est adressée L'opération est réalisée à l'aide du circuit logique placé à chaque noeud

et représentant une position au bord du milieu de naviga-

tion lorsqu'une connexion factice est incorporée au circuit

logique.

La figure 7 représente le circuit logique de réali-

sation d'une connexion factice On peut noter que ce circuit logique est pratiquement le même que le circuit logique 29, à l'exception du fait que les transistors 35 et 34 et les portes 39 et 41 manquent parmi les éléments utilisés pour la détermination des noeuds représentant la position initiale actuelle possible du robot Les portes 36 et 37 ne sont pas présentes non plus, si bien que le circuit logique permet au commutateur 46 d'arrêter les signaux atteignant le transistor 45 et ainsi la connexion

internodale factice peut placer une tension élevée prove-

nant du rail d'alimentation 30 dans la ligne du bus.

Lorsque chacune des six lignes de bus a eu une tension affectée, une tension minimale parmi les six tensions déchargées par le bus doit être déterminée Un procédé possible à cet effet comprend la transmission de toutes les tensions dans un convertisseur analogique-

numérique et la sélection numérique de la tension minimale.

Dans une variante, un circuit analogique 70, tel que

représenté sur la figure 8, peut être utilisé Des compara-

teurs 71, 72, 73, 74, 75 et 76 sont formés à partir d'am-

plificateurs opérationnels Les six lignes du bus sont déchargées de manière que chaque ligne individuelle soit déchargée dans un comparateur particulier, à une entrée de

celui-ci Chaque comparateur reçoit aussi un signal d'en-

trée de tension de référence 78 La tension de référence est augmentée progressivement de zéro volt vers la tension du rail d'alimentation Le premier comparateur à changer d'état, c'est-à-dire détecté par le circuit logique à codeur 79 comme donnant un signal de sortie de tension nettement inférieure à celle des autres comparateurs, correspond à la ligne de bus du comparateur déchargée par la plus faible tension Lorsque l'état de basculement a été atteint, une rétroaction 80 du circuit logique à codeur arrête l'augmentation de la tension de référence Le circuit logique à codeur transmet alors un nombre numérique représentant la ligne qui a donné la tension la plus basse à l'entrée du circuit logique, si bien que celui-ci peut alors transmettre cette information au module de commande sous forme de la direction dans laquelle le robot doit se déplacer Le module de commande indique alors à l'ensemble 14 à moteur, au mécanisme de direction 15 et aux roues 16

qu'ils doivent déplacer le robot dans la direction déter-

minée par la pastille logique et sur une distance prédéter-

minée comme représentant une distance internodale du réseau Le robot se déplace ainsi "noeud par noeud",

jusqu'à ce qu'il atteigne la position cible.

On a décrit les modes de réalisation précédents avec une logique de sélection de direction placée en totalité ou

pour sa plus grande partie dans la pastille logique 12.

Cependant, il est possible que la plus grande partie (ou la totalité) de la logique de sélection soit exécutée en dehors de la pastille par un processeur externe si bien que le circuit de la pastille logique peut être simplifié Par exemple, la logique de détermination par exemple des tensions des noeuds particuliers dans les lignes de bus, la mise à la masse des lignes de bus ou l'affectation d'une haute tension à un noeud particulier peuvent être réalisées

par un processeur extérieur qui transmet alors une informa-

tion de sélection de direction à la partie convenable de

l'appareil de navigation du robot.

La réalisation d'une logique (sur une pastille et en dehors de celle-ci) peut être imposée par un certain nombre de critères, par exemple la consommation d'énergie des diverses pastilles, la vitesse de réponse que doit avoir l'appareil de navigation, la facilité de communication entre les pastilles logiques placées sur la pastille et en dehors de celle-ci, le nombre de lignes de bus disponibles, la topologie des réseaux internodaux, etc Un exemple de réalisation de logique qui permet une réduction de la consommation d'énergie de la logique de sélection de direction peut mettre en oeuvre un transistor de charge par ligne de bus, destiné à être utilisé comme un circuit tampon de lecture de noeud, contrairement à l'utilisation d'un transistor de charge par noeud Par exemple, les lignes de bus peuvent être en nombre limité par utilisation d'une mémorisation des tensions convenables de lecture des noeuds et par comparaison des amplitudes des tensions, contrairement à la comparaison de tensions de lecture de

noeuds données d'une manière pratiquement simultanée.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 Appareil de planification d'un trajet de robot, caractérisé en ce qu'il comprend: un dispositif de réalisation d'une grille résistive, ayant des noeuds ( 21-28) et des connexions internodales

( 29),

un dispositif ( 13) de commande des mouvements du robot, un dispositif ( 12) de sélection de la direction de déplacement du robot,

caractérisé en ce que le dispositif ( 12) de sélec-

tion de la direction de déplacement du robot comporte un dispositif de détection des connexions internodales ( 29) qui sont en circuit ouvert et un dispositif destiné à empêcher le déplacement du robot suivant un trajet associé

à une connexion internodale ( 29) en circuit ouvert.

2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif ( 12) de sélection de la direction de déplacement du robot comporte un dispositif de comparaison

de tensions affectées à des noeuds.

3 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de comparaison des tensions affectées à des noeuds comporte un dispositif de sélection de la plus

basse tension affectée à un noeud.

4 Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif destiné à empêcher le déplacement du robot suivant un trajet associé à une connexion internodale ( 29) en circuit ouvert comporte un dispositif destiné à affecter une tension élevée à un noeud ayant une connexion

internodale ( 29) en circuit ouvert.

Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de comparaison des tensions affectées à des noeuds comporte un dispositif de sélection de la plus

haute tension affectée à un noeud.

6 Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif destiné à empêcher le déplacement du robot suivant un trajet associé à une connexion internodale ( 29) en circuit ouvert comporte un dispositif destiné à affecter une basse tension à un noeud ayant une connexion

internodale ( 29) en circuit ouvert.

7 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif ( 12) de sélection de la direction de déplacement du robot comporte un dispositif d'évaluation à distance des tensions affectées à des noeuds représentant les positions individuelles et séparées entourant la position du robot, et un dispositif de sélection de la

direction d'après l'amplitude calculée du courant.

8 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en

ce que la grille résistive a une topologie hexagonale.

9 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en

ce que la grille résistive a une topologie rectiligne.