FR3136563A1 - Robot mobile, station d’accueil, procédés de guidage et installation avicole - Google Patents
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Abstract
Il est proposé un robot mobile (100), ledit robot comprenant au moins un processeur (101), une mémoire (102) et du code logiciel stocké dans ladite mémoire, ledit au moins un processeur étant configuré, lors de l’exécution du code, à conduire le robot mobile à enclencher un mode de retour (S701) vers une station d’accueil (300) ; mettre en oeuvre une première phase de rapprochement (S702) avec ladite station sur base de l’évaluation itérative d’une distance entre le robot et la station ; mettre en oeuvre une seconde phase de rapprochement (S704) avec ladite station, consécutivement à la première phase, sur base de données de position et d’orientation du robot reçues de façon itérative de la station, la seconde phase étant destinée à placer le robot dans une position finale auprès de ou sur la station d’accueil. Il est également proposé une station d’accueil, des procédés de rapprochement du robot vers la station et une installation avicole. Figure pour l'abrégé : 7
Description
La présente description concerne un robot mobile, une station d’accueil associée, des procédés de guidage du robot vers la station, ainsi qu’une installation avicole. Le robot mobile peut notamment être utilisé comme robot d’animation de la volaille.
Dans le cadre d’un élevage avicole, provoquer le mouvement des volailles peut avoir plusieurs motivations.
Il est par exemple souhaitable d’éviter la ponte au sol en lieu et place des nids prévus à cet effet, la ponte au sol pouvant avoir pour conséquence que les œufs doivent être lavés, ne peuvent être incubés et/ou présentent des risques sanitaires. Pour remédier à ce problème, un apprentissage des volailles peut être mise en œuvre après le transfert des animaux vers le bâtiment de ponte, cet apprentissage pouvant typiquement comprendre l’intervention fréquente de l’éleveur pour inciter les volailles à se déplacer et les diriger vers les nids, et ce plusieurs fois par jour pendant plusieurs semaines.
Par ailleurs, l’immobilité des volailles peut provoquer des pathologies telles que la brûlure du bréchet, notamment pour les dindes, ce qui peut avoir pour conséquence un déclassement des carcasses d’animaux concernées. Il est donc souhaitable de favoriser le déplacement des animaux dans le but de limiter l’apparition notamment de cette pathologie.
Dans le but de réduire la nécessité d’interventions manuelles et chronophages de l’éleveur, des solutions automatiques à base robots mobiles ont été mis sur le marché. Ce type de robot se meut à l’intérieur de bâtiment de ponte et force les volailles à bouger à l’aide de divers stimuli. Un robot mobile pour inciter des volailles à se mouvoir est connu de la demande PCT WO2017/102995 et revendiquant la priorité de la demande française FR1562425. Ce type de robot présente l’avantage d’automatiser une partie du travail de l’éleveur.
Lorsqu’il a terminé un programme d’animation ou lorsque ses piles sont déchargées, le robot peut se trouver à n’importe quel endroit de l’élevage, ce qui n’est pas satisfaisant.
Selon un mode de réalisation non limitatif, il est proposé un robot mobile, ledit robot comprenant au moins un processeur, une mémoire et du code logiciel stocké dans ladite mémoire, ledit au moins un processeur étant configuré, lors de l’exécution du code à conduire le robot mobile à :
enclencher un mode de retour vers une station d’accueil ;
mettre en oeuvre une première phase de rapprochement avec ladite station sur base de l’évaluation itérative d’une distance entre le robot et la station ;
mettre en oeuvre une seconde phase de rapprochement avec ladite station, consécutivement à la première phase, sur base de données de position et d’orientation du robot reçues de façon itérative de la station, la seconde phase étant destinée à placer le robot dans une position finale auprès ou sur la station d’accueil.
Selon certains modes de réalisation non limitatifs, le robot comprend :
une signalisation à destination de la station d’accueil configurée pour produire un signal indiquant que le robot est en mode de retour vers la station ;
au moins un marqueur adapté pour permettre la détermination de la position et de l’orientation du robot par la station d’accueil à partir d’une image dudit marqueur.
Selon certains modes de réalisation non limitatifs, ledit au moins un marqueur intégrant la signalisation.
Selon certains modes de réalisation non limitatifs, ladite signalisation étant apte à produire un ou plusieurs signaux pour l’animation de volailles hors des phases de rapprochement, le signal indiquant que le robot est en mode de retour vers la station étant différent de l’un ou des signaux pour l’animation des volailles.
Selon certains modes de réalisation non limitatifs, ledit au moins un processeur étant configuré, lors de l’exécution du code, à conduire le robot à passer de la première à la seconde phase sur réception d’un message de la station d’accueil.
Selon certains modes de réalisation non limitatifs, ledit au moins un processeur étant configuré, lors de l’exécution du code, et lors de la seconde phase de rapprochement à conduire le robot à passer par au moins un point de passage.
Selon certains modes de réalisation non limitatifs, ledit au moins un point de passage étant aptes à placer le robot sur un axe d’accès à la position finale.
Selon certains modes de réalisation non limitatifs, le robot comprend en outre des moyens de propulsion comprenant au moins un moteur électrique ;
une alimentation rechargeable pour alimenter les moyens de propulsion;
une interface de recharge de ladite alimentation configurée pour coopérer avec une interface de recharge de la station d’accueil quand le robot est dans sa position finale.
Selon certains modes de réalisation non limitatifs, ledit au moins un processeur étant configuré, lors de l’exécution du code, pour conduire le robot, lors de la première phase, à:
(a) déterminer une première distance entre le robot et la station d’accueil;
(b) effectuer un déplacement dans la direction d’orientation du robot sur une distance donnée ;
(c) déterminer une seconde distance entre le robot et la station d’accueil ;
(d) en fonction de la distance de déplacement donnée et des distances à la station d’accueil avant et après le déplacement, déterminer si l’orientation du robot doit être ajustée pour se rapprocher de la station d’accueil ou se rapprocher au moins d’une distance minimale de la station d’accueil lors du déplacement de la distance donnée ;
(e) le cas échéant, ajuster l’orientation ;
(f) réitérer les étapes (b) à (e) jusqu’à la seconde phase.
Selon certains modes de réalisation non limitatifs, le robot comprend:
au moins un capteur de déplacement pour mesurer la distance de déplacement du robot pendant la première phase;
au moins un capteur d’orientation pour mesurer un changement d’orientation du robot. Le capteur d’orientation peut être, selon certains modes de réalisation et de façon non limitative, une centrale inertielle.
Certains modes de réalisation non limitatifs concernent une station d’accueil pour robot mobile, ladite station comprenant
une caméra adaptée à fournir des images d’une première zone englobant une position finale du robot auprès ou sur la station et d’une seconde zone par laquelle le robot est susceptible d’approcher la première zone;
au moins un processeur, une mémoire et du code logiciel stocké dans ladite mémoire, ledit au moins un processeur étant configuré, lors de l’exécution du code, pour conduire ladite station à :
déterminer, à partir des images, si le robot est en mode de retour vers la station d’accueil ;
et dans ce cas déterminer, à partir des images, la position et l’orientation du robot ; et
transmettre de façon itérative la position et l’orientation du robot au robot ;
arrêter la transmission lorsqu’un critère d’arrêt de transmission est rempli.
Selon certains modes de réalisation non limitatifs, ledit au moins un processeur de la station est configuré, lors de l’exécution du code, pour conduire ladite station à déterminer la position et l’orientation du robot en fonction d’un ou plusieurs marqueurs visuels positionnés sur le robot.
Certains modes de réalisation non limitatifs concernent un procédé de guidage d’un robot mobile vers une station d’accueil, ledit robot comprenant au moins un processeur et une mémoire, ledit procédé comprenant, par le robot,
l’enclenchement un mode de retour vers la station d’accueil ;
la mise en oeuvre d’une première phase de rapprochement avec ladite station sur base de l’évaluation itérative d’une distance entre le robot et la station ;
la mise en oeuvre d’une seconde phase de rapprochement avec ladite station, consécutivement à la première phase, sur base de données de position et d’orientation du robot reçues de façon itérative de la station, la seconde phase étant destinée à placer le robot dans une position finale auprès ou sur la station d’accueil.
Certains modes de réalisation non limitatifs concernent un procédé de guidage d’un robot mobile vers une station d’accueil, ladite station d’accueil comprenant au moins un processeur et une mémoire, ledit procédé comprenant, par la station d’accueil,
- la détermination, à partir des images, si le robot est en mode de retour vers la station d’accueil, et dans ce cas
- déterminer, à partir des images, la position et l’orientation du robot et transmettre de façon itérative la position et l’orientation du robot au robot ;
- arrêter la transmission lorsqu’un critère d’arrêt de transmission est rempli.
Certains modes de réalisation non limitatifs concernent une installation avicole comportant un robot mobile et une station d’accueil tels que décrits ci-dessus.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés, fournis à titre illustratif et de façon non limitative et parmi lesquels :
Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence.
Les diagrammes blocs et algorigrammes dans les figures illustrent l’architecture, les fonctionnalités et le fonctionnement de systèmes, dispositifs, méthodes, procédés et produits programmes d’ordinateur selon divers exemples de réalisation. Chaque bloc d’un diagramme bloc ou chaque étape d’un algorigramme peut représenter un module ou encore une portion de code logiciel comprenant des instructions pour l’implémentation d’une ou plusieurs fonctions. Selon certaines implémentations, l’ordre des blocs ou des étapes peut être changé, ou encore les fonctions correspondantes peuvent être mises en œuvre en parallèle. Les blocs ou étapes de procédé peuvent être implémentés à l’aide de matériel tel que des circuits, de logiciels ou d’une combinaison de matériel et de logiciels, et ce de façon centralisée, ou de façon distribuée, pour tout ou partie des blocs ou étapes. Tout système de traitement de données adapté peut être utilisé pour l’implémentation. Un système ou dispositif de traitement de données adapté comprend par exemple une combinaison de code logiciel et de circuits, tels un processeur, contrôleur ou autre circuit adapté pour exécuter le code logiciel. Lorsque le code logiciel est exécuté, le processeur ou contrôleur conduit le système ou dispositif à mettre en œuvre tout ou partie des fonctionnalités des blocs et/ou des étapes des procédés ou méthodes selon les exemples de réalisation. Le code logiciel peut être stocké dans une mémoire ou sur un support lisible accessible directement ou à travers un autre module par le processeur ou contrôleur.
La est un diagramme bloc d’un robot mobile selon un exemple de réalisation non limitatif. Le robot 100 comprend un processeur 101, un support de stockage court terme 102, ainsi qu’un support de stockage long terme 103. Le support de stockage court terme est par exemple une mémoire vive. Le support de stockage long terme est par exemple une mémoire ‘flash’ ou une mémoire morte. Le support de stockage long terme comporte du code logiciel qui lorsqu’il est exécuté par le processeur, conduit le robot à mettre en œuvre les méthodes et procédés décrits. Le processeur 101 et les supports de stockage 102 et 103 sont reliés par un bus de communication 104. Le processeur est également relié à d’autres éléments du robot en tant que de besoin – ces connexions sont, par souci de simplicité, toutes illustrées par le bus 104 même si selon une implémentation pratique et les composants mis en oeuvre, ces connexions peuvent être distinctes.
Le robot mobile 100 comprend un module de propulsion configuré pour permettre au robot de se déplacer sur le sol. Le module de propulsion est configuré pour permettre au processeur de changer l’orientation du robot et de faire avancer ou reculer le robot. Selon le présent exemple de réalisation, le module de propulsion comporte des moteurs électriques 111a à 111d associés respectivement à des roues 112a à 112d. Les roues sont munies d’axes respectifs 113a à 113d. Dans le présent exemple de réalisation, les roues sont actionnables individuellement et les moteurs sont configurés pour tourner dans les deux sens autour de leur axe. Ceci permet au robot de changer d’orientation et de se déplacer en avant et en arrière.
Selon un mode de réalisation particulier, les roues sont munies de capteurs de distance, par exemple de moyens odométriques configurés pour fournir une information sur la rotation de chaque roue, permettant en combinaison avec la connaissance du diamètre d’une roue d’en déduire une estimation du déplacement. Selon un mode de réalisation, le robot comporte pour chaque roue un capteur optique associé à un encodeur optique pour fournir la vitesse de rotation.
Le robot mobile comprend en outre une alimentation électrique 105 connectée à une interface de chargement 106. Selon le présent exemple de réalisation, l’alimentation comporte un ou plusieurs composants rechargeables. Ces composants rechargeables sont par exemple des batteries. Le niveau de charge de l’alimentation peut être obtenu par le processeur 101. L’interface de chargement 106 est configurée pour recharger l’alimentation lorsque l’interface de chargement 106 coopère avec une interface de chargement 206 d’une station de d’accueil 300 qui sera décrite plus loin. Selon le présent exemple de réalisation, l’interface de chargement 106 comporte une pluralité de contacts électriques, par exemple deux contacts, configurés pour coopérer avec des contacts correspondants de la station d’accueil quand le robot est en position de recharge. Selon un autre exemple de réalisation, l’interface de chargement 106 est une interface de chargement par induction configurée pour coopérer avec un chargeur par induction de la station d’accueil.
Selon le présent exemple de réalisation, le robot 100 comporte une interface de communication sans fil 107 configurée pour communiquer avec la station d’accueil. Cette interface de communication est par exemple une interface de type Bluetooth (marque déposée).
Selon le présent exemple de réalisation, le robot 100 comporte une interface de signal de distance 108. Cette interface 108 est configurée pour fournir au processeur 101 une information représentative de la distance qui sépare le robot de la station ou lui permettant de déterminer cette distance. Selon un exemple de réalisation particulier, cette interface reçoit un signal de balise de la station d’accueil, ce signal étant utilisé pour déterminer ladite distance sur la base d’un calcul du temps de trajet du signal. Pour ce faire, les horloges de la station d’accueil et du robot sont synchronisées. Selon un mode de réalisation particulier, l’interface est basée sur la technologie ‘Ultra Large Bande’ (ULB) ou ‘Ultra Wide Band’ (UWB) en langue anglaise, qui est un protocole de communication et de radiorepérage ou géolocalisation basé sur la norme IEEE 802.15.4z. La personne du métier peut choisir d’autres technologies pour l’évaluation de la distance station-robot, par exemple d’autres technologies basées sur la mesure de temps de trajet d’un signal radiofréquences.
Bien que selon le présent exemple de réalisation, les interfaces sans fil et de signal de distance soient distinctes, ces fonctions peuvent être remplies par une seule interface dans d’autres modes de réalisation. Par exemple, la norme IEEE 802.15.4a est à la fois adaptée à la mesure d’une distance et à la transmission de données sans fil.
Selon le présent exemple de réalisation, le robot 100 comporte en outre un capteur d’orientation 109. Ce capteur est par exemple une centrale à inertie. Le rôle du capteur d’orientation est de fournir des informations caractérisant un changement d’orientation du robot. A ce titre, si le capteur est une centrale à inertie, celle-ci comporte par exemple un gyroscope ou un autre moyen capable de fournir une information caractéristique d’un changement d’angle. Le robot est ainsi apte à calculer son orientation relative à une orientation de départ.
Selon le présent exemple de réalisation, le robot 100 comporte en outre une signalisation 114. La fonction de cette signalisation est de communiquer à la station d’accueil une information indiquant un mode de fonctionnement du robot. En particulier, le robot est configuré pour informer la station par l’intermédiaire de la signalisation 114 s’il cherche à se placer dans une position particulière auprès de ou sur la station. Dans cette position, une ou plusieurs actions peuvent être mises en œuvre. Une action comprend typiquement la recharge de l’alimentation du robot par la station d’accueil. Le robot peut également tout simplement être mis dans cette position pour qu’un utilisateur le retrouve facilement. Selon le présent exemple, cette signalisation est une signalisation lumineuse produisant un signal spécifique ou encore une signature lumineuse lorsque le robot cherche à retourner auprès de la station. Cette signature n’est pas utilisée lorsque le robot exécute son programme d’animation de la volaille. Selon un exemple de réalisation, la signalisation peut spécifiquement indiquer une action particulière (nécessité de recharger par exemple). Selon un autre exemple de réalisation non exclusif du précédent, la signalisation indique plus généralement que le retour à la station d’accueil est souhaité.
Le robot 100 comprend en outre un marqueur 115 configuré pour permettre à la station d’accueil 300 de déterminer la position et l’orientation du robot. Comme détaillé plus loin, la station d’accueil dispose pour ce faire d’une caméra pour l’acquisition d’une image comportant le marqueur, les caractéristiques (par exemple un ou plusieurs parmi la forme, les couleurs, ou l’illumination…) du marqueur étant choisies pour permettre une telle analyse. Selon un mode de réalisation, le marqueur est placé sur le dessus de la carapace du robot, pour être visible quelle que soit l’orientation du robot. Il est à noter que si selon le présent exemple, un seul marqueur est mis en œuvre, selon d’autres exemples, plusieurs marqueurs peuvent être utilisés (par exemple sur différentes faces de la carapace du robot 100). Selon d’autres exemples, un marqueur comporte plusieurs sous-parties réparties sur le dessus de la carapace du robot 100. En d’autres termes, la forme du marqueur peut varier tout en remplissant la même fonction. Dans certains modes de réalisation, le marqueur est illuminé, ce qui permet une utilisation même si la lumière ambiante est faible.
Selon une variante de réalisation, le robot 100 informe la station d’accueil de son mode de fonctionnement par un autre moyen qu’une signalisation lumineuse, par exemple par un message transmis par l’interface de communication sans fil 107.
Selon certains modes de réalisation, le robot 100 comprend en outre une interface utilisateur 110 pour la mise en fonction et le choix des divers modes de fonctionnement du robot. Selon une variante de réalisation, au moins une partie des fonctionnalités de l’interface utilisateur est mise en œuvre par l’intermédiaire d’une application d’un dispositif sans fil en remplacement partiel ou total de l’interface utilisateur sur le robot.
Selon certains modes de réalisation, le robot 100 met en œuvre un ou plusieurs stimuli des volailles, ces stimuli pouvant comprendre l’un ou plusieurs parmi une stimulation physique (contact physique avec le robot ou un élément rapporté au robot tel qu’une perche ou un drapeau…), visuelle (signaux lumineux, lasers) ou auditive (divers bruits). Ces stimuli peuvent être appliqués progressivement et dans des séquences différentes au cours du temps pour éviter que les volailles ne s’habituent. Le déplacement du robot peut également être aléatoire.
La est une vue schématique de la partie supérieure de la carapace d’un robot mobile 100 selon un mode de réalisation particulier dans lequel la fonction de la signalisation 114 du mode de fonctionnement du robot 100 et la fonction du marqueur 115 sont réalisées à l’aide d’un seul dispositif lumineux. Selon cet exemple de réalisation particulier, le robot comporte un chevron divisé en deux parties 201 et 202, symétriques par rapport à un axe central. Le chevron est positionné à un endroit prédéterminé de la partie supérieure de la carapace. Dans l’exemple de la , le chevron est positionné à l’avant de la carapace par rapport à la direction 203 de marche avant du robot, l’axe de symétrie du chevron étant aligné avec l’axe de symétrie du robot parallèle à la direction de la marche avant, la pointe du chevron étant orientée vers l’arrière. D’autres positions et orientations sont bien évidemment envisageables, du moment qu’elles sont connues de la station d’accueil par rapport à un repère du robot. L’illumination de chacune des deux parties 201 et 202 du chevron peut être commandée séparément.
Selon un mode de réalisation, la signature lumineuse indiquant que le robot est en mode de retour vers la station d’accueil comprend l’affichage des deux parties 201 et 202 en deux couleurs différentes, par exemple le vert pour la partie 201 et le bleu pour la partie 202. Les deux parties de chevron peuvent être réalisées avec des diffuseurs de lumière en dessous desquels des diodes électroluminescentes de couleurs adaptées sont disposées.
Selon certains modes de réalisation, lorsque la signalisation 114 est une signalisation lumineuse, les éléments lumineux constitutifs de cette signalisation sont également utilisés pour stimuler les volailles (par exemple sous la forme de séquences de flashs). La stimulation des volailles est réalisée au moins lorsque le robot est dans un mode de fonctionnement autre que le mode de retour vers la station d’accueil.
La est un diagramme bloc d’une station d’accueil selon un mode de réalisation non limitatif. La station d’accueil 300 comprend un processeur 301, un support de stockage court terme 302, ainsi qu’un support de stockage long terme 303. Le support de stockage court terme est par exemple une mémoire vive. Le support de stockage long terme est par exemple une mémoire ‘flash’ ou une mémoire morte. Le support de stockage long terme comporte du code logiciel qui lorsqu’il est exécuté par le processeur, conduit la station d’accueil à mettre en œuvre les méthodes et procédés décrits. Le processeur 301 et les supports de stockage 302 et 303 sont connectés par un bus de communication 304. Le processeur 301 est également relié à d’autres éléments de la station en tant que de besoin – ces connexions sont, par souci de simplicité, illustrées par le bus 304 même si selon une implémentation pratique et les composants mis en œuvre, ces connexions peuvent être distinctes.
La station 300 comporte en outre une interface de communication sans fil 307 configurée pour coopérer avec l’interface de communication sans fil 107 du robot mobile, notamment pour recevoir et transmettre des données numériques. La station 300 comporte également une interface 308 de signal de distance configurée pour émettre un signal de balise à destination de l’interface correspondante 108 du robot. La station 300 est également connectée à une caméra placée de façon à ce que son champ de vision couvre au moins une zone par laquelle le robot accoste la station d’accueil et puisse obtenir une image du marqueur 115 (et de la signalisation 114 dans le cas où cette signalisation passe par l’obtention d’une image). Pour assurer un guidage en fin de parcours, le marqueur demeure de préférence visible par la caméra jusqu’à ce que le robot se trouve dans la position définitive sur ou auprès de la station.
Selon un mode de réalisation non limitatif, la caméra est placée en hauteur, par exemple sur un mat. La pose de la caméra, à savoir sa position et son orientation par rapport à un repère de la station, est connue de la station, et est intégrée dans le calcul de la position et de l’orientation du robot en fonction du marqueur filmé par la caméra lorsque le robot est dans le champ de vision de la caméra.
Selon un exemple de réalisation particulier, la caméra est, par exemple, inclinée d’un angle de 45° par rapport à l’axe du mat, ce dernier étant vertical en position de fonctionnement, et possède un objectif de type œil-de-poisson (‘fisheye’ en langue anglaise). L’angle est donné à titre purement indicatif peut être très différent de la valeur donnée selon les besoins d’une implémentation particulière et les composants utilisés. L'angle entre l'axe de la caméra et la position respective des deux chevons est mesuré.
Selon un exemple de réalisation particulier, la caméra est calibrée de façon à ce qu’à chaque pixel soit associé un angle par rapport au repère de la caméra. Les centres de gravité respectifs de chaque partie du chevron sont calculés et leurs positions dans l’image permettent d’obtenir les angles associés. La projection de ces angles sur un plan horizontal permet de déterminer une position x/y du robot, en prenant pour hypothèse une hauteur fixe du robot. La couleur de chaque partie de chevron permet de déterminer lequel correspond à la partie gauche et lequel correspond à la partie droite – connaissant de plus les centres de gravité des parties de chevron, l’orientation du robot peut ainsi être déterminée.
D’autres façons de déterminer la position et l’orientation du robot à partir de l’image d’un marqueur peuvent également être mises en œuvre.
La est une vue en perspective d’un robot mobile, vu de l’arrière, selon un mode de réalisation non limitatif, et muni d’une signalisation lumineuse 401 qui dans le cas de l’exemple de réalisation comporte un chevron tel que celui illustré par la .
La est une vue en perspective d’une station d’accueil selon un exemple de réalisation non limitatif. Selon cet exemple, la station d’accueil comporte des flancs rapportés 500 aménageant une ouverture avant comportant une rampe d’accès 501 sur laquelle s’engage le robot mobile lorsqu’il vient accoster la station d’accueil. Cet accostage est réalisé, selon un exemple de réalisation non limitatif, en marche arrière, mais pourrait l’être également en marche avant selon d’autres exemples de réalisation. La rampe d’accès est suivie d’un renfoncement 502 dans lequel viennent se caler les roues arrière du robot. Le robot peut extraire ses roues arrière du renfoncement en effectuant une marche avant. La station d’accueil comporte en outre un mât 503 sur lequel est montée la caméra 309. Selon l’exemple de la , la caméra est placée sur un plan incliné de façon à offrir un champ de vision suffisamment large devant la station d’accueil. A titre d’exemple, la hauteur du mat est entre 1,2 et 1,5 m. Les interfaces 307 et 308 peuvent également être placées en hauteur pour améliorer leur portée. Ces interfaces peuvent également être déportés sous la forme d’un boîtier relié à la station, ce boîter étant placé au-dessus du mât, par exemple fixé sur une paroi du bâtiment contre laquelle la station est placée. Cela permet de gagner en portée de signal. La station d’accueil comporte en outre un boîtier 504 équipé d’une paire de bielles conductrices 505 possédant des patins de contact 506 respectifs à leur extrémité, les patins étant destinés, lorsque le robot est calé sur la station d’accueil, à coopérer avec des patins de recharge disposés sur le dessous du robot.
La est une vue en coupe de la station d’accueil et du robot mobile lorsque ce dernier est en position sur la station et qui montre les patins 506 des bielles 505 coopérant avec les patins 601 du robot en position de recharge.
La est un organigramme du procédé de rapprochement vu du robot mobile, selon un exemple de réalisation. Dans un premier temps (S701), le robot initialise le programme de retour vers la station. S’en suit la première phase de rapprochement (S702). Durant cette première phase, le robot cherchera à diminuer la distance avec la station pour arriver à une distance permettant de déclencher la seconde phase de rapprochement, comprenant entre autres l’accostage, durant laquelle le guidage vers la station peut être réalisé de manière plus précise que lors de la première phase. Selon un exemple de réalisation, lors de la première phase, le robot utilise comme donnée d’entrée la distance robot-station. La seconde phase (S703) est réalisée par guidage à l’aide de la caméra.
Selon un mode de réalisation, s’il existe dans la zone d’évolution du robot des zones non couvertes par le signal de distance, le robot se déplace de façon aléatoire jusqu’à se retrouver dans une zone couverte.
Selon un exemple de réalisation non-limitatif, les deux phases du procédé de rapprochement du robot de station sont plus précisément comme suit :
- Dans la première phase, le robot réalise itérativement un déplacement d’une certaine distance et si nécessaire un ajustement de son orientation. Les distances vers la station sont déterminées à certains moments pour le calcul de l’orientation et pour déterminer si un déplacement a suffisamment rapproché le robot de la station ou si l’orientation doit être ajustée avant le prochain déplacement. Les étapes de déplacement ainsi que d’ajustement de l’orientation sont réitérées jusqu’à ce qu’un (ou plusieurs) critère(s) de basculement vers la seconde phase soi(en)t remplis. Selon un exemple de réalisation, un critère de basculement peut être un message reçu de la station d’accueil indiquant qu’un guidage par caméra est devenu possible. Ce message peut, dans la pratique, être implicite dans un message de transmission par la station au robot, de la position et de l’orientation de ce dernier, telles que déterminées par la station.
- La seconde phase est alors abordée, dans laquelle le robot utilise l’information de position et d’orientation, obtenue de façon itérative de la station d’accueil analysant l’image du robot prise avec la caméra, pour se déplacer vers sa position finale.
La est un organigramme qui détaille les étapes de la première phase mentionnée ci-dessus, tandis que la est un schéma simplifié montrant un exemple de zone d’évolution 900 du robot 100 et destiné à illustrer les déplacements de ce dernier au début de la première phase du procédé selon un exemple de réalisation non limitatif. La station 300 est placée contre une limite gauche de la zone 900, par exemple contre un mur. Un cône 901 représente schématiquement le champ de vision de la caméra 309 dans lequel il est possible de déterminer la position et l’orientation du robot sur base de l’image fournie par la caméra. Le champ de vision de la caméra peut être beaucoup plus englobant qu’illustré de façon simplifiée sur le schéma et notamment couvrir des zones sur les côtés de la station pour éliminer les angles morts. La représente une situation de départ dans laquelle le robot 100 parcourt la zone 900 et est localisé hors du champ 901 de la caméra. A un moment, le robot se met en mode de retour vers la station (étape S801 de la ). Ce mode est activé par exemple lorsque le niveau de charge de l’alimentation du robot est faible, lorsque que le créneau programmé de travail ou touche à sa fin, lorsqu’un programme déterminé est achevé, suite à une commande reçue par le robot par son interface utilisateur ou par son interface de communication sans fil, lorsqu’un état du robot, par exemple une panne, le justifie… ou pour une autre raison. Lorsque ce mode est activé, le robot produit le signal spécifique indiquant qu’il se trouve dans ce mode (étape S802). Selon l’exemple spécifique non limitatif illustré à la , le signal spécifique comporte l’affichage des deux parties du marqueur 115 en deux couleurs respectives distinctes, comme le vert et le bleu – sachant que dans le cadre de l’exemple de réalisation, cette signalisation spécifique peut être remplacée par toute signalisation permettant à la station d’identifier le mode de de retour vers la station du robot.
Le robot obtient à un temps T0 la distance d0 qui le sépare de la station (S803). Selon le présent exemple, la distance séparant le robot de la station est obtenue à partir des informations récoltées par l’interface 108 de signal de distance. Le robot se déplace ensuite selon l’orientation actuelle sensiblement en ligne droite d’une distance d (S804). Une mesure de distance est réitérée à un temps T1 et permet d’obtenir une distance d1 entre le robot et la station d’accueil (S805).
Selon un exemple de réalisation, la distance d est sensiblement fixe. Elle est par exemple, à purement à titre indicatif, située entre 0,5m et 1,5m. La distance d peut être choisie en fonction de la taille de la zone 900, de la taille de l’espace libre autour de la station d’accueil ou en fonction d’un ou plusieurs autres critères. Selon d’autres exemples de réalisation, d est variable, par exemple être choisi avec une valeur de départ à T0, puis être diminuée au fur et à mesure que le robot se rapproche de la station. Au lieu de déplacer le robot d’une distance déterminée d, il est également possible de faire déplacer le robot pendant un intervalle de temps déterminé de durée t et d’évaluer ensuite la distance d parcourue pendant ce temps. La distance de déplacement d est obtenue par exemple grâce aux données fournies par odométrie, comme mentionné précédemment.
Si les critères de basculement vers la phase 2 sont remplies (S806, branche ‘oui’), le guidage se poursuit à partir de données de position et d’orientation transmises par la station (S808), comme expliqué plus en détail plus loin. Sinon (S806, branche ‘non’), le robot détermine si une correction de son orientation doit être effectuée. Selon le présent exemple de réalisation, une correction est effectuée si lors de son déplacement entre T0 et T1, le robot ne s’est pas rapproché ou s’est insuffisamment rapproché de la station. Ce critère peut se baser sur la différence d1-d0 (ou plus généralement sur la différence dT-dT-1). Par insuffisamment rapproche on entend selon un exemple de réalisation non limitatif le fait que le robot s’est rapproché de la station, mais sous un certain seuil de distance. Si par exemple la distance de d est choisie pour être autour d’un mètre, le seuil peut être choisi proche de d pour permettre un rapprochement en un nombre limité d’itérations. Par exemple ; si d est pris égal à 1m, le seuil peut être de 80 cm.
Si aucune correction n’est nécessaire, le robot se déplace de nouveau selon l’orientation existante (S809, branche ‘oui’). Si une correction est nécessaire (S809, branche ‘non') préalablement au prochain déplacement, le robot détermine son orientation actuelle à partir des valeurs connues de d, d0 et d1. Selon le présent exemple, l’orientation est représentée par l’angle α entre la direction de d0 et la direction de d – cet angle peut être obtenu en appliquant par exemple le théorème de Pythagore généralisé aussi appelé théorème d’Al-Kashi, fonction de d, d0 et d1. L’angle α est nul lorsque le robot se dirige droit vers la station, donc plus il est faible, plus un déplacement d’une distance donnée rapproche le robot de la station. La correction consiste donc en une diminution de la valeur absolue de l’angle. Le robot applique la correction (S810) en actionnant de façon adéquate le module de propulsion selon le type de ce dernier – selon l’exemple de réalisation du robot comportant quatre roues munies de moteurs respectifs pouvant être actionnés indépendamment, le changement d’angle est opéré en faisant tourner l’une des paires de roues gauche ou droite pour induire une rotation du robot dans le sens voulu. La centrale inertielle mesure le changement d’orientation et permet au robot d’arrêter le mouvement lorsque la correction souhaitée est obtenue. Une fois le nouveau déplacement effectué, une nouvelle mesure de la distance est obtenue (d2 à T2).
Selon une variante de réalisation, le basculement de la phase 1 vers la phase 2 peut se faire avant que le robot n’ait terminé son déplacement en S804. Les corrections de trajectoire en phase 1 sont alors interrompues.
Selon une autre variante de réalisation, seule la seconde phase est mise en œuvre si lorsque le robot se met en mode de retour vers la station, il peut déjà être guidé grâce à la caméra de cette dernière.
La est un organigramme de la seconde phase du procédé de retour du robot vers la station, vu du robot, selon un exemple de réalisation non limitatif. La est un schéma simplifié destiné à illustrer les déplacements du robot lors de la seconde phase du procédé selon un exemple de réalisation non limitatif.
La seconde phase met en œuvre un guidage à l’aide de la caméra. Cette seconde phase permet de s’affranchir d’un manque de précision de certaines données mesurées ou estimées lors de la première phase, comme celles fournies par l’odométrie. En effet, l’odométrie peut comporter une marge d’erreur relativement élevée due à la nature du terrain parcouru qui, dans un élevage de volailles, peut comporter des zones plus ou moins fermes, sèches ou humides, parsemé de litière ou de déjections, comportant des bosses ou des creux et présentant des obstacles (notamment les volailles elles-mêmes), ces défauts étant susceptibles de causer un patinage des roues et donc fausser les mesures. La caméra permet alors un guidage plus fin pour faciliter l’accostage près de ou sur la station, notamment en terme mesure des distances parcourues par le robot.
Selon le procédé illustré par les figures 10 et 11, le robot reçoit sa position et son orientation de la part de la station (S1001). Ces informations sont données dans un repère de la station. Le robot va utiliser cette information, obtenue de façon itérative, pour accoster la station. Sur la , la zone 1101 illustre schématiquement et de manière très simplifiée la zone dans laquelle la caméra peut détecter la signalisation et le marqueur du robot – cette zone s’étend de la zone d’accostage où le robot viendra se positionner à la zone devant cette zone d’accostage où le guidage fin peut être réalisé grâce à l’analyse des images de la caméra montrant le marqueur du robot. Selon le présent exemple de réalisation, un ou plusieurs points de passage (1100a, 1100b, 1100c) sont prédéfinis et le robot va se déplacer et corriger son orientation de façon itérative pour les atteindre les uns après les autres .
La station calcule position et orientation du robot et lui communique (S1001); le robot opère dans un premier temps (S1002) une correction en rotation contrôlée par la centrale inertielle. Dans un deuxième temps (S1003), le robot opère une correction en translation (rotation des moteurs à vitesse donnée); pendant cette phase de translation, la station communiquant en temps réel la position au robot (S1004). Les phases d’ajustement de l’orientation, de déplacement, de réception des informations de la station et de contrôle d’arrivée au point de passage courant sont réitérées tant que le point de passage courant n’est pas atteint (S1002 à S1005). Cette séquence se répète pour les points de passage successifs jusqu’à ce que le dernier point de passage soit atteint (itération vers un nouveau point de passage en S1007 en cas de test négatif en S1006, puis retour à S1001). Une fois le dernier point de passage atteint (test positif en S1006), le robot recule d’une distance prédéterminée (S1008) pour arriver à la position recherchée sur la station.
Selon un mode de réalisation non limitatif, les points de passage sont placés sur l’axe d’accostage 902 pour forcer le robot à arriver sur la station par cet axe et non en biais pour éviter tout blocage sur la rampe de la station. Lorsque les patins du robot sont en contact avec ceux de la station, la manœuvre s’arrête (S1005) et le robot se charge.
Selon un autre mode de réalisation, le robot, connaissant sa position et son orientation par la station, se place sur l’axe d’accostage sans faire appel à des points de passage prédéfinis.
Selon un exemple de réalisation non limitatif, le robot aborde la seconde phase après avoir reçu une première fois des coordonnées et une orientation de la station. Selon un autre mode de réalisation, le robot aborde la seconde phase après avoir reçu un message explicite en ce sens de la part de la station, cette dernière transmettant un tel message quand les images de sa caméra lui permettent de déterminer position et orientation du robot.
La est un organigramme du procédé de retour du robot à la station, vu de la station d’accueil, selon un exemple de réalisation non limitatif. L’image de la caméra est analysée (S1201). Si le marqueur du robot est repéré (S1202), la station vérifie que le robot est bien en mode de retour à la station (S1203). Si ce n’est pas le cas, elle continue à surveiller l’arrivée du robot dans son champ de vision. Si c’est le cas, alors la station détermine la position et l’orientation du robot à partir de l’image de la caméra (S1206), comme précédemment décrit, et transmet ces informations au robot (S1204). Tant que le robot n’a pas atteint sa position définitive, la station continue d’analyser les images de la caméra et à transmettre position et orientation. La station arrête la transmission lorsqu’un critère d’arrêt de transmission est rempli (S1205). Par exemple, la transmission prend fin lorsque la station détecte le robot en position définitive. Selon une autre variante de réalisation, la station détecte que la signalisation du robot cesse d’indiquer le mode retour vers la station – le robot peut par exemple arrêter cette signalisation lorsqu’il termine sa phase de recul à partir du dernier point de passage. La personne du métier pourra envisager d’autres critères d’arrêt de transmission.
Claims (15)
- Procédé de guidage d’un robot mobile (100) vers une station d’accueil (300), ledit robot comprenant au moins un processeur (101), une mémoire (102) et du code logiciel stocké dans ladite mémoire, ledit au moins un processeur étant configuré, lors de l’exécution du code, à conduire le robot mobile à mettre en œuvre le procédé, le procédé comportant :
- l’enclenchement d’un mode de retour (S701) vers la station d’accueil (300) ;
- la mise en œuvre d’une première phase de rapprochement (S702) avec ladite station comprenant itérativement l’évaluation d’une distance entre le robot et la station et le déplacement et ajustement de l’orientation du robot, pour diminuer la distance entre le robot et la station jusqu’à (703) ce qu’un critère de basculement vers une seconde phase de rapprochement soit rempli ;
- la mise en œuvre de la seconde phase de rapprochement (S704) avec ladite station, consécutivement à la première phase, le rapprochement lors de la seconde phase étant effectué sur base des données de position et d’orientation du robot reçues de façon itérative de la station, la seconde phase étant destinée à placer le robot dans une position finale (S705) auprès de ou sur la station d’accueil.
- Procédé selon la revendication 1, comprenant l’actionnement d’une signalisation (114, 201, 202, 401) à destination de la station d’accueil configurée pour produire un signal indiquant que le robot est en mode de retour vers la station.
- Procédé selon la revendication 1 ou 2, le critère de basculement étant la réception d’un message correspondant de la station d’accueil.
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, comprenant lors de la seconde phase de rapprochement à passer par au moins un point de passage prédéterminé (1100a-1100c). ledit au moins un point de passage étant apte à placer le robot sur un axe d’accès (902) à la position finale.
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, ledit au moins un processeur étant configuré, lors de l’exécution du code, pour conduire le robot, lors de la première phase, à:
- déterminer une première distance (d0) entre le robot et la station d’accueil ;
- effectuer un déplacement dans la direction d’orientation du robot sur une distance donnée (d) ;
- déterminer une seconde distance (d1) entre le robot et la station d’accueil ;
- en fonction de la distance de déplacement donnée et des distances à la station d’accueil avant et après le déplacement, déterminer si l’orientation du robot doit être ajustée pour se rapprocher de la station d’accueil ou se rapprocher au moins d’une distance minimale de la station d’accueil lors du déplacement de la distance donnée ;
- le cas échéant, ajuster l’orientation ;
- réitérer les étapes (b) à (e) jusqu’à la seconde phase.
- Robot mobile (100), ledit robot comprenant
- au moins un processeur (101), une mémoire (102) et du code logiciel stocké dans ladite mémoire, ledit au moins un processeur étant configuré, lors de l’exécution du code, à conduire le robot mobile à enclencher un mode de retour (S701) vers une station d’accueil (300) ;
- des moyens de propulsion (111, 112, 113) comprenant au moins un moteur électrique configurés pour permettre au robot de se déplacer sur le sol et de changer d’orientation;
- une interface (108) configurée pour fournir au processeur une information représentative de la distance qui sépare le robot de la station ou permettant au processeur de déterminer cette distance ; ledit au moins un processeur étant configuré pour, lors de l’exécution du code, lors d’une première phase de rapprochement (S702), à itérativement évaluer ladite distance sur base de l’information fournie par l’interface et à commander les moyens de propulsion pour diminuer ladite distance en vue de permettre le déclenchement d’une seconde phase de rapprochement ;
- une interface de communication sans fil (107) apte à recevoir, de la station, des données de position et d’orientation du robot d’accueil; ledit au moins un processeur étant configuré pour, lors de l’exécution du code, lors de la seconde phase (S704), sur base de données de position et d’orientation du robot reçues de façon itérative de la station, à placer le robot dans une position finale auprès de ou sur la station d’accueil.
- Robot selon la revendication 6, comportant au moins un marqueur (201, 202, 401) adapté à la détermination de la position et de l’orientation du robot par la station d’accueil à partir d’une image dudit marqueur.
- Robot selon la revendication 7, l'au moins un marqueur (201, 202, 401) comprenant une signalisation (114, 201, 202, 401) adaptée à produire un signal à destination de la station d’accueil indiquant que le robot est en mode de retour vers la station.
- Robot selon la revendication 8, ladite signalisation (114, 201, 202, 401) étant apte à produire un ou plusieurs signaux pour l’animation de volailles hors des phases de rapprochement, le signal indiquant que le robot est en mode de retour vers la station étant différent de l’un ou des signaux pour l’animation des volailles.
- Robot selon l’une des revendications 6 à 9, comportant en outre :
une alimentation rechargeable (105) pour alimenter les moyens de propulsion;
une interface de recharge (106) de ladite alimentation configurée pour coopérer avec une interface de recharge (306) de la station d’accueil quand le robot est dans sa position finale. - Robot selon l’une des revendications 6 à 10, comportant :
- - au moins un capteur de déplacement pour mesurer la distance de déplacement du robot pendant la première phase;
- - au moins un capteur d’orientation (109) pour mesurer un changement d’orientation du robot.
- Station d’accueil (300) pour robot mobile (100), ladite station comprenant
- une caméra (309) adaptée à fournir des images d’une première zone englobant une position finale du robot auprès ou sur la station et d’une seconde zone par laquelle le robot est susceptible d’approcher la première zone;
- au moins un processeur (301), une mémoire (302) et du code logiciel stocké dans ladite mémoire, ledit au moins un processeur étant configuré, lors de l’exécution du code, pour conduire ladite station à :
- déterminer (S1203), à partir des images, si le robot est en mode de retour vers la station d’accueil ;
- et dans ce cas déterminer, à partir des images, la position et l’orientation du robot ; et
- transmettre (S1204) de façon itérative la position et l’orientation du robot au robot ;
- arrêter la transmission lorsqu’un critère d’arrêt de transmission est rempli (S1205).
- Station d’accueil selon la revendication 12, ledit au moins un processeur étant configuré, lors de l’exécution du code pour conduire ladite station à déterminer la position et l’orientation du robot en fonction d’un ou plusieurs marqueurs visuels (115, 201, 202, 401) positionnés sur le robot.
- Procédé de guidage d’un robot mobile (100) vers une station d’accueil (300), ladite station d’accueil comprenant au moins un processeur (301) et une mémoire (302) comportant du code, ledit procédé comprenant, par la station d’accueil,
- l’obtention d’images d’une première zone englobant une position finale du robot auprès ou sur la station et d’une seconde zone par laquelle le robot est susceptible d’approcher la première zone, les images étant obtenues d’une caméra (309) ;
- la détermination (S1203), à partir des images, si le robot est en mode de retour vers la station d’accueil, et dans ce cas
- déterminer, à partir des images, la position et l’orientation du robot et transmettre (S1204) de façon itérative la position et l’orientation du robot au robot ;
- arrêter la transmission lorsqu’un critère d’arrêt de transmission est rempli.
- Installation avicole (900) comprenant un robot mobile (100) selon l’une des revendications 6 à 11 et une station d’accueil (300) selon l’une des revendications 12 ou 13.
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| FR2205497A FR3136563A1 (fr) | 2022-06-08 | 2022-06-08 | Robot mobile, station d’accueil, procédés de guidage et installation avicole |
| PCT/FR2023/050808 WO2023237837A1 (fr) | 2022-06-08 | 2023-06-07 | Robot mobile et procédé de guidage vers une station d'accueil |
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|---|---|---|---|
| FR2205497 | 2022-06-08 | ||
| FR2205497A FR3136563A1 (fr) | 2022-06-08 | 2022-06-08 | Robot mobile, station d’accueil, procédés de guidage et installation avicole |
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Family Applications (1)
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| FR1562425A (fr) | 1968-04-05 | 1969-04-04 | ||
| WO2017102995A1 (fr) | 2015-12-15 | 2017-06-22 | Madame Laetitia Savary | Robot mobile, notammment d'éducation, pour élevage avicole et installation d'élevage mettant en oeuvre un ou plusieurs robots |
| US20210276441A1 (en) * | 2018-06-28 | 2021-09-09 | Indoor Robotics Ltd. | A computerized system for guiding a mobile robot to a docking station and a method of using same |
| US20220155791A1 (en) * | 2019-02-20 | 2022-05-19 | Lg Electronics Inc. | Moving robot system comprising moving robot and charging station |
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2022
- 2022-06-08 FR FR2205497A patent/FR3136563A1/fr active Pending
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2023
- 2023-06-07 WO PCT/FR2023/050808 patent/WO2023237837A1/fr unknown
Patent Citations (4)
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|---|---|
| WO2023237837A1 (fr) | 2023-12-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20231215 |
|
| TP | Transmission of property |
Owner name: OCTOPUS BIOSAFETY, FR Effective date: 20240322 |