Formal design of driving a fleet of mobile robots
Conception formelle du pilotage d'une flotte de robots mobiles
Résumé
The work of this thesis lies in the context of
intralogistics systems using Auto Guided Vehicles
(AGV). These systems require the establishment of a
supervisor in order to coordinate the AGV fleet in
critical areas where each AGV has to perform its
mission whitout conflict. The missions are not known
in advance, it is the reason why we quickly have to
generate the supervisor when a new task is assigned
to an AGV. Therefore, this thesis deals with the on-line
synthesis of a supervisor to coordinate a fleet of
mobile robots.
This supervisor ensures the system safety (no
collision) and a good coordination between vehicles
(no blocking situations). It is the so-called
Wonham-Ramadge supervisor, it is the least
restrictive, and ensures controllability and
nonblocking. We propose a compositional procedure
to resolve this problem allowing an efficient on-line
synthesis. A calculation on the fly is made at every
attribution of a new mission for an AGV, to actualize
the supervisor and to adapt it to the new situation.
Moreover, we will improve the supervisor to optimize a
given criterion such as distance or energy
consumption. This compositional approach allows to
increase the number of considered AGV in a critical
area compared to the monolithic approach. We show
on some tests the efficiency of this method for the
on-line synthesis of a supervisor to coordinate a fleet
of mobile robots for real cases.
Le travail de cette thèse s’inscrit dans le contexte des
systèmes intralogistiques par chariots automatiques
(ou systèmes d’AGV - Auto Guided Vehicles en
anglais). Ces systèmes exigent la mise en place d’un
superviseur dans le but de coordonner la flotte de
robots au sein de zones critiques afin que chacun
effectue sa mission qui lui a été affecté sans qu’aucun
conflit n’apparaisse. Les missions n’étant pas connues
à l’avance, il faut être capable de réagir rapidement
dès qu’une nouvelle mission est attribuée à un AGV.
Cette thèse traite donc de la synthèse en ligne de
superviseur pour coordonner une flotte de robots
mobiles.
L’objectif du superviseur est d’assurer cette
coordination sans qu’aucun conflit (collision ou
blocage) n’apparaisse tout en étant le plus permissif,
c’est-à-dire laissant un degré maximum de liberté aux
AGV. Nous adaptons pour cela l’approche de
Ramadge et Wonham pour garantir ces propriétés où
nous proposons une approche compositionnelle de
synthèse en ligne du superviseur. Le calcul du
superviseur devant se faire à la volée à chaque
attribution d’une nouvelle mission à un AGV, cette
approche compositionnelle nous permet d’augmenter
sensiblement le nombre d’AGV pris en charge au sein
d’une zone critique. De plus, on cherchera à améliorer
le superviseur de façon à optimiser un critère donné
tel que la distance parcourue ou la consommation
d’énergie. Nous montrons sur des essais sur circuits
réels l’efficacité de cette méthode pour la synthèse de
superviseur en ligne pour coordonner une flotte de
robots mobiles.