Méthodes ensemblistes pour la localisation de véhicules

Le contexte general de ces travaux de recherche est celui des robots mobiles autonomes appeles a evoluer dans des environnements structures et partiellement cartographies en 2D. La problematique de la these a trait a l'etude de la fonction de localisation. Le probleme de localisation se decompose en deux sous-problemes l'initialisation et le suivi dynamique. L'initalisation de la localisation est un probleme, qui demeure ouvert, a la fois complexe et fondamental pour le developpement de l'autonomie du robot. Cet aspect de la fonction de localisation, peu aborde dans la litterature contrairement au probleme de suivi dynamique de la localisation pour lequel des methodes eprouvees sont disponibles, a motive les travaux rapportes dans ce manuscrit. Le principe de localisation, commun aux differentes methodes presentees, est fonde sur une analogie mecanique de la mesure telemetrique. La premiere methode originale, qui est geometrique, fait appel a un algorithme de fenetrage issu du domaine de l'infographie. La deuxieme methode de localisation developpee met en œuvre une technique statistique d'estimation d'etat bien connue, le filtrage de KALMAN etendu. La troisieme methode de localisation est ensembliste a erreur bornee, et s'appuie sur une technique ellipsoidale d'estimation d'etat de modeles lineaires. L'ultime methode de localisation developpee, qui est basee sur l'inversion ensembliste par analyse par intervalles, repond avec efficacite, fiabilite et robustesse au delicat probleme d'initialisation de la localisation. Cette approche garantie ne necessite pas de mise en correspondance a priori entre les mesures et les amers de l'environnement. Cette mise en correspondance est au contraire un produit derive de l'application de l'algorithme. Lorsque les mesures se revelent etre ambigues, la methode genere toutes les differentes hypotheses de localisation qui permettent d'expliquer les mesures. Les quatre methodes de localisation, presentees dans ce document, ont ete validees et comparees au moyen de tests a partir de donnees simulees et reelles issues des telemetres a ultrasons embarques sur la plate-forme experimentale du laboratoire.