This thesis is directed towards the autonomous long range navigation of wheeled robots in dynamic environments. It takes place within the Air-Cobot project. This project aims at designing a collaborative robot (cobot) able to perform the preflight inspection of an aircraft. The considered environment is then highly structured (airport runway and hangars) and may be cluttered with both static and dynamic unknown obstacles (luggage or refueling trucks, pedestrians, etc.). Our navigation framework relies on previous works and is based on the switching between different control laws (go to goal controller, visual servoing, obstacle avoidance) depending on the context. Our contribution is twofold. First of all, we have designed a visual servoing controller able to make the robot move over a long distance thanks to a topological map and to the choice of suitable targets. In addition, multi-camera visual servoing control laws have been built to benefit from the image data provided by the different cameras which are embedded on the Air-Cobot system. The second contribution is related to obstacle avoidance. A control law based on equiangular spirals has been designed to guarantee non collision. This control law, based on equiangular spirals, is fully sensor-based, and allows to avoid static and dynamic obstacles alike. It then provides a general solution to deal efficiently with the collision problem. Experimental results, performed both in LAAS and in Airbus hangars and runways, show the efficiency of the developed techniques.

Cette thèse s’intĂ©resse au problème de la navigation autonome au long cours de robots mobiles Ă  roues dans des environnements dynamiques. Elle s’inscrit dans le cadre du projet FUI Air-Cobot. Ce projet, portĂ© par Akka Technologies, a vu collaborer plusieurs entreprises (Akka, Airbus, 2MORROW, Sterela) ainsi que deux laboratoires de recherche, le LAAS et Mines Albi. L’objectif est de dĂ©velopper un robot collaboratif (ou cobot) capable de rĂ©aliser l’inspection d’un avion avant le dĂ©collage ou en hangar. DiffĂ©rents aspects ont donc Ă©tĂ© abordĂ©s : le contrĂ´le non destructif, la stratĂ©gie de navigation, le dĂ©veloppement du système robotisĂ© et de son instrumentation, etc. Cette thèse rĂ©pond au second problème Ă©voquĂ©, celui de la navigation. L’environnement considĂ©rĂ© Ă©tant aĂ©roportuaire, il est hautement structurĂ© et rĂ©pond Ă  des normes de dĂ©placement très strictes (zones interdites, etc.). Il peut ĂŞtre encombrĂ© d’obstacles statiques (attendus ou non) et dynamiques (vĂ©hicules divers, piĂ©tons, …) qu’il conviendra d’Ă©viter pour garantir la sĂ©curitĂ© des biens et des personnes. Cette thèse prĂ©sente deux contributions. La première porte sur la synthèse d’un asservissement visuel permettant au robot de se dĂ©placer sur de longues distances (autour de l’avion ou en hangar) grâce Ă  une carte topologique et au choix de cibles dĂ©diĂ©es. De plus, cet asservissement visuel exploite les informations fournies par toutes les camĂ©ras embarquĂ©es. La seconde contribution porte sur la sĂ©curitĂ© et l’Ă©vitement d’obstacles. Une loi de commande basĂ©e sur les spirales Ă©quiangulaires exploite seulement les donnĂ©es sensorielles fournies par les lasers embarquĂ©s. Elle est donc purement rĂ©fĂ©rencĂ©e capteur et permet de contourner tout obstacle, qu’il soit fixe ou mobile. Il s’agit donc d’une solution gĂ©nĂ©rale permettant de garantir la non collision. Enfin, des rĂ©sultats expĂ©rimentaux, rĂ©alisĂ©s au LAAS et sur le site d’Airbus Ă  Blagnac, montrent l’efficacitĂ© de la stratĂ©gie dĂ©veloppĂ©e.