Laboratoire de Mécanique des Solides - UMR 6610

« Contribution à la synthèse dynamique optimale de la marche. »

Directeur de thèse

Guy Bessonnet, Co-responsable : Philippe Sardain

Résumé

La synthèse numérique de pas de marche est réalisée par la résolution d’un problème d’optimisation dynamique. Le système locomoteur, de type anthropomorphe, comporte 12 mobilités internes. Les modélisations réalisées sont dictées par le déterminant fondamental de la marche que constitue la manière dont le bipède enchaîne ses appuis au sol au cours d’un pas. Le mode choisi comprend une phase de simple appui et deux sous-phases de double appui. Beaucoup d’attention est accordée à la localisation des centres d’appui pieds-sol qui jouent un rôle essentiel dans la gestion des équilibres du bipède pendant la marche. La synthèse du mouvement par optimisation dynamique consiste alors à extraire du modèle dynamique une solution admissible qui minimise un critère de performance qui est l’intégrale des couples actionneurs quadratiques. Le problème formulé est converti en un problème d’optimisation paramétrique sur la base d’une représentation des variables de configuration par des splines de classe C3, et des efforts de fermeture de boucle par des splines Ci, 0 ≤ i ≤ 2. Les variables d’optimisation discrètes sont alors les valeurs en des instants équirépartis sur la durée du mouvement des fonctions approximées. Il s’y ajoute la longueur de pas et les durées relatives des trois phases du pas à engendrer. Dans sa forme finale, le problème est résolu par l’implémentation d’algorithmes PQS. Les données d’entrée caractéristiques du pas à engendrer peuvent être réduites à la seule vitesse de marche.

Mots-clés

Synthèse de la marche ; Marche tridimensionnelle ; Synthèse dynamique ; Optimisation paramétrique ; Robot bipède anthropomorphe.