Des robots pour quoi faire ?

Mobisense Sytems est une jeune entreprise qui propose des solutions innovantes pour les systèmes de guidage de robots mobiles autonomes. A base de matériel et de logiciel, les solutions de Mobisense Sytems permettent d'élaborer plus simplement des robots destinés par exemple à des tâches de convoyage, de nettoyage ou de tonte. Retrouvez ici les explications de Florian Pantaleao qui nous parle de sa société et des innovations contenues dans ses solutions.

Nous offrons également des prestations d’ingénierie liées à la robotique.

La création de Mobisense Systems est le résultat d’une longue histoire personnelle.

Vous avez été primé par l’Oseo Anvar, en qu’elle année et pour quel projet ?

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Sur quels algorithmes repose votre produit MBSNavigation ?

Pour chacune de ces fonctions, plusieurs algorithmes sont utilisés :

Pour la cartographie, il y a en fait plusieurs « représentations » (on parle de « modélisations de l’environnement ») :

• Au plus bas niveau, les informations des différents capteurs sont fusionnées avec des méthodes probabilistes et des modèles statistiques sous forme de grilles d’occupation. Ces méthodes ont fait leurs preuves depuis les travaux d’Alberto ELFES au milieu des années 80 jusqu’à la fin des années 90 avec les impressionnants résultats de Sebastian THRUN.
  

• A un niveau intermédiaire, des primitives géométriques sont extraites des grilles pour obtenir des cartes géométriques, comme les plans que nous utilisons pour nous orienter dans une ville ou un bâtiment.
  

• De ces cartes géométriques sont extraites des cartes topologiques représentées sous forme de graphes. Faciles à manipuler, leur format est très commode pour la navigation de haut niveau et la planification.

L’exécution des actions et déplacements n’utilise que des asservissements en boucle fermée garantissant la fiabilité de l’exécution. L’implémentation de cette fonction repose sur le concept de « tâche robot » développé par Nadine LEFORT-PIAT au laboratoire HEUDIASYC.
La planification est conditionnée par les techniques présentées ci-dessus :

• Pour une mission de convoyage, la séquence de tâches robot obtenue s’inspire des travaux d’Ivan COLLIN.

• Les excellents travaux de Howie CHOSET permettent d’étendre cette approche aux missions de recouvrement de surface, comme la tonte ou le nettoyage.
  

MBSnavigation est un noyau générique, dans quelle mesure peut on l’adapter à du matériel spécifique ou à des tâches de planification particulières ?

MBSnavigation est un logiciel multithread écrit en C qui respecte la norme POSIX pour pouvoir fonctionner sur la plupart des plateformes embarquées. Pour des raisons de performances, le guidage de machines à usage professionnel (tondeuses, autolaveuses, etc.) s’effectue avec des processeurs 32 bits. Pour des raisons de coûts de production, l’exécutable des robots domestiques (tondeuses, aspirateurs, etc.) est réduit pour fonctionner avec des processeurs 16 bits et peu de mémoire.
L’architecture modulaire permet d’adapter le système à différents besoins :

• Les modules de gestion de capteurs font l'acquisition et le prétraitement des mesures. Il existe des modules pour de nombreux types de capteurs: entrées tout ou rien et analogiques, capteurs inertiels, télémètres, caméras, etc. avec des interfaces standardisées. Ceci permet de sélectionner la meilleure solution de capteurs pour un environnement donné et de pouvoir la faire évoluer.
  

• Le planificateur de mission est un module spécifique qui existe en version convoyage et recouvrement de surface, les deux tâches répétitives les plus fréquentes en robotique mobile. Là aussi, l’interface est standardisée grâce au concept des tâches robots et d’autres planificateurs peuvent être implémentés.

Pouvez-vous donner plus de détails sur la carte MBS270 ?

Le système de vision embarqué MBS270 est composé d’un puissant calculateur Intel PXA270, d’une caméra couleur et d’un ensemble d’interfaces dédiées à la robotique et au contrôle embarqué. Il fonctionne sous Linux.

A l’origine, ce système a été développé pour embarquer MBSnavigation sur les machines à usage professionnel. Alors qu’en 2000, on ne pouvait faire de la vision embarquée qu’avec un PC embarqué, ce qui était pénalisant autant en terme de coût de production et de maintenance que de consommation et de poids, l’avènement des technologies mobiles et multimédia a ouvert de nouvelles possibilités.

C’est dans ce contexte qu’Intel a développé l’architecture XScale à base de coeur ARM destinée aux téléphones portables et PDA multimedia. Le dernier né (avant la cession de cette activité à Marvell Technology) a été le PXA270 ou Bulverde qui intégre une interface caméra avec DMA et un jeu d’instructions étendu avec les WMMX (Wireless MMX) qui permettent de multiplier par 8 la vitesse de traitement des images. Cadencé à 520MHz, le PXA270 peut fournir jusqu’à 4160MIPS! Le filtrage 3x3 (Sobel par exemple) d’une image VGA est réalisé en moins de 10ms. Réservé aux fabricants de portables et de PDA, la société suisse Toradex a rendu ce processeur disponible sur le marché industriel sous la forme de leur module Colibri.

Avec le système MBS270, nous donnons accès à l’ensemble des interfaces du PXA270 pour une exploitation optimale en robotique. Mesurant 80 x 60 x 20mm, pesant moins de 60g caméra incluse et consommant moins de 1W à pleine charge, ce système permet d’ajouter de puissantes fonctions de vision et de contrôle commande à un robot mobile.

Quels sont les clients visés pour ces deux types de produits ? A qui s’adressent ces produits en France et en Europe ?

MBSnavigation est la partie logicielle des solutions de guidage proposées aux fabricants de machines dont nous pensons l’automatisation rentable: machines de nettoyage industriel ou domestique, tondeuses professionnelles ou domestiques, chariots de convoyage.
MBS270 est destiné à un marché plus large : laboratoires de recherche, passionnés de robotique, développeurs de kits robotiques. MBS270 est aussi très adapté pour ajouter des fonctions de vision aux drones.

Avez-vous des concurrents en Europe ou à l’international, comme Evolution Robotics pour la vision ?

Nous avons bien sûr des concurrents, la robotique est un marché prometteur dans lequel de nombreuses entreprises sont présentes.
Mobisense Systems apporte des solutions de guidage originales qui répondent à des besoins concrets et se positionne plus comme partenaire auprès des OEM et des acteurs de la robotique mobile que concurrent des leaders comme iRobot ou Evolution Robotics.

En ce qui concerne le MBS270, de nombreux fabricants proposent des cartes embarquées à base de processeur XScale (Kontron, Advantech pour ne citer qu’eux) et seul Gumstix a des produits optimisés en taille et en poids avec des fonctions robotiques. En travaillant avec Toradex, Mobisense Systems bénéficie des dernières générations de processeurs au plus tôt (bientôt le PXA320@806MHz). Par exemple, Toradex a commencé à commercialiser les Colibri PXA270 en février 2005 alors que Gumstix a sorti les Verdex fin mars 2007. Il n’y a que Mobisense Systems qui propose la caméra intégrée pour faciliter le développement des applications de vision embarquée.