GDTSC - Génération duale de trajectoires sans collision

Le projet « Génération Duale de Trajectoires Sans Collision » (GDTSC) répond au défi du bin-picking: permettre à un robot industriel de repérer et de saisir des pièces disposées aléatoirement, tout en garantissant des trajectoires fluides et sûres. Face à la complexité et au coût d’une intégration native de ROS, l’outil développé dissocie la génération de trajectoire (basée sur MoveIt 2 et ROS) de l’exécution robotique classique, offrant ainsi une brique logicielle indépendante et facilement intégrable à tout programme natif de robot.

Techniquement, l’architecture repose sur une chaîne en quatre étapes : (1) génération des waypoints en espace cartésien via ROS, (2) export en positions articulaires CSV, (3) lecture et chargement dans les registres du robot (buffer circulaire), (4) exécution parallèle des lectures et mouvements par les programmes TP et Karel du contrôleur FANUC. Un système OptiTrack (six caméras IR, précision < 1 mm) mesure en temps réel l’écart entre commandes et position, validant la fidélité d’exécution.

Les expérimentations ont débuté par une comparaison simple entre modèle ROS et contrôleur FANUC CRX-10iA: les écarts en position sont inférieurs à 3 mm, jugés acceptables pour le bin-picking. L’impact du lissage (modes FINE, CNT50, CNT100), de la vitesse et de la taille du buffer a été quantifié : FINE assure la meilleure précision, mais génère des mouvements hachés (durée 12,5 s), alors que CNT100 fluidifie la trajectoire (4,9 s) au prix d’écarts pouvant atteindre les 4 mm. Ces résultats ont été confirmés dans un scénario réaliste de bin-picking, où l’erreur moyenne reste sous 3 mm, même si l’on observe une légère dérive en début de trajectoire liée à la dynamique du contrôleur.

La collaboration avec Asyril (tests sur site, démonstrations à Next Industries 2025 et Journée Recherche & Innovation) a permis de valider l’intégration industrielle. Les livrables comprennent une API dédiée, un document d’architecture détaillé, la documentation Doxygen et un support média illustrant le démonstrateur.

En synthèse, GDTSC prouve la viabilité d’une approche hybride : exploiter les algorithmes avancés de ROS sans sacrifier l’ergonomie des programmes robot natifs. Les principaux points d’amélioration concernent l’optimisation des paramètres de lissage, la gestion du buffer et l’enrichissement de la documentation utilisateur. Ces enseignements guideront les développements futurs pour renforcer la robustesse, la fluidité et la précision, et favoriser une adoption large du bin-picking dans l’industrie.

Un appel à projets destiné aux entreprises pour stimuler leur innovation, leur compétitivité et leur durabilité

Le projet décrit ci-dessus fait partie d'un appel à projets extraordinaire intitulé "Innovation, compétitivité et durabilité", lancé par le domaine Ingénierie et Architecture de la HES-SO. Ces fonds sont destinés aux professeur-es proches des sociétés de services et d'entreprises suisses. Les hautes écoles concernées par cet appel à projets sont :

• HE-Arc Ingénierie ;
• Haute école d'ingénierie et d'architecture de Fribourg - HEIA-FR ;
•  Haute école du paysage, d'ingénierie et d'architecture de Genève (HEPIA) ;
• HES-SO Valais-Wallis - Haute Ecole d'Ingénierie - HEI ;
• Haute Ecole d'Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud - HEIG-VD ;
• CHANGINS - Haute école de viticulture et œnologie.