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Interactive and learning-based motion planning method for the accessibility verification of the product design
L'accessibilité est un facteur important pris en compte dans la validation et la vérification en phase de conception du produit et augmente généralement le temps et les coûts de cette phase. Ce domaine de recherche a eu un regain d intérêt ces quinze dernières années avec notamment de nouveaux...
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| Auteurs principaux : | , , , , , , |
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| Collectivités auteurs : | , , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | anglais |
| Titre complet : | Interactive and learning-based motion planning method for the accessibility verification of the product design / Yu Yan; sous la direction de Fouad Bennis |
| Publié : |
2014 |
| Description matérielle : | 1 vol. (XIV-131 p.) |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Génie mécanique, productique, transport : Ecole Centrale de Nantes : 2014 |
| Sujets : |
| Résumé : | L'accessibilité est un facteur important pris en compte dans la validation et la vérification en phase de conception du produit et augmente généralement le temps et les coûts de cette phase. Ce domaine de recherche a eu un regain d intérêt ces quinze dernières années avec notamment de nouveaux planificateurs de mouvement. Cependant, les performances de ces méthodes sont généralement très faibles lorsque le problème se caractérise par des passages étroits des assemblages complexes composées d'un grand nombre de pièces. Cela conduit souvent à des scènes à forte densité d'obstacles. Malheureusement, les manipulations manuelles des humains dans le passage étroit montrent toujours beaucoup de difficultés en raison des limitations des dispositifs interactifs ou la capacité cognitive. Pendant ce temps, les défis de l'analyse de la réponse finale des utilisateurs dans le processus de conception promeut l'intégration avec la participation directe des concepteurs. Afin d'accélérer la planification dans le passage étroit et trouver le chemin le plus conforme aux préférences de l'utilisateur, une nouvelle méthode de planification de mouvement interactif est proposée. Ensuite, une hypothèse est proposée sur la corrélation entre la structure topologique du scénario et la trajectoire dans le passage étroit. La méthode basée sur les courbures est utilisée pour explorer cette corrélation et un cadre de planification de mouvement interactif qui peut apprendre de l'expérience est construit dans cette thèse. Nous soulignons la performance de notre cadre sur un problème difficile en 2D. The accessibility is an important factor considered in the validation and verification phase of the product design and usually dominates the time and costs in this phase. Defining the accessibility verification as the motion planning problem, the sampling based motion planners gained success in the past fifteen years. However, the performances of them are usually shackled by the narrow passage problem arising when complex assemblies are composed of large number of parts, which often leads to scenes with high obstacle densities. Unfortunately, humans manual manipulations in the narrow passage always show much more difficulties due to the limitations of the interactive devices or the cognitive ability. Meanwhile, the challenges of analyzing the end users response in the design process promote the integration with the direct participation of designers. In order to accelerate the path planning in the narrow passage and find the path complying with user s preferences, a novel interactive motion planning method is proposed. In this method, the integration with a random retraction process helps reduce the difficulty of manual manipulations in the complex assembly/disassembly tasks and provide local guidance to the sampling based planners. Then a hypothesis is proposed about the correlation between the topological structure of the scenario and the motion path in the narrow passage. The topological structure refers to the medial axis (2D) and curve skeleton (3D) with branches pruned. The correlation runs in an opposite manner to the sampling based method and provide a new perspective to solve the narrow passage problem. The curve matching method is used to explore this correlation and an interactive motion planning framework that can learn from experience is constructed in this thesis. We highlight the performance of our framework on a challenging problem in 2D, in which a non-convex object passes through a cluttered environment filled with randomly shaped and located non-convex obstacles. |
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| Variantes de titre : | Méthode interactive et par l'apprentissage pour la génération de trajectoire en conception du produit |
| Notes : | Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Sciencespour l'ingénieur, géosciences, architecture Partenaire(s) de recherche : Institut de recherche de communications et cybernétique (Nantes) Autre(s) contribution(s) : Jean-Yves Fourquet (président du jury) ; Bernard Yannou, Xavier Fisher (rapporteurs) ; Jean-Yves Fourquet, Yannick Ravaut, Fouad Bennis, Emilie Poirson (membres du jury) |
| Bibliographie : | Bibliogr. p. 119-131 |