1- Constitution et cinématique directe des robots.

• Constitution d’un robot manipulateur : types d’articulations. Outils. manipulateurs parallèles.
• Repérage de Denavit-Hartenberg : règles et paramètres.
• Transformations : généralités. Rotation,. transformation homogène et spirale.
• Cinématique directe d’un manipulateur : matrice de passage d’un repère à un autre.
• Simulation sur Matlab.
• Exercices.

2- Cinématique inverse.

• Formulation du problème : Remarques générales. Vecteur de configuration de l’outil.
• Résolution analytique : cinématique inverse d’un robot Rhino. exemple d’application.
• Mouvement différentiel : jacobien d’un robot. Singularités. Pseudo-inverse d’une matrice.
• Résolution numérique : par pseudo-inversion. Par inversion-{1}.
• Cinématique des robots parallèles : résolution analytique. Mouvement différentiel.
• Exercices.

3–Dynamique des manipulateurs et robots mobiles.

• Énergies d’un robot : expression de l’énergie cinétique. Énergie potentielle et frottements.
• Modèle dynamique d’un manipulateur : équation. Résolution numérique.
• Calcul des actions par la méthode de Newton.
• Robots mobiles à roues : types de roues. Contraintes. Cinématique et dynamique.
• Exercices.

4- Vision et trajectoire d’un robot.

A- Vision

• Capteur visuel ; formation de l’image. Projection perspective. Distorsion.
• Calibrage de la caméra :  Homographie. Détermination des paramètres intrinsèques et extrinsèques.
• Détection des contours : emploie du gradient et filtrage. Détecteur de Canny. emploie du Laplacien.
• Stéréo vision : profondeur. Épipolaire. Détecteur de coins.

B- Planification de la trajectoire

• Espace d’articulation et espace opérationnel.
• Mouvement dans l’espace opérationnel.
• Trajectoire entre deux points de l’espace d’articulation : polygonale de degré 3, 5 et 2-1-2.
• Trajectoire via des points intermédiaires.
• Trajectoire de Bézier.

5- Commande des robots.

A- Outil libre

• Commande décentralisée.
• Commande PD-gravité.
• Commande par linéarisation exacte.
• Commande robuste.
• Commande adaptative.
• Commande par passivité.

B- Outil en contact

• Dynamique dans l’espace opérationnel.
• Commande en impédance.
• Commande force/mouvement.

C- Robot roulant

• Commande de posture.
• Commande de suivi.