Robots d'entrepôt AGV / AMR

Ce que comprend la prestation de navigation

Nous configurons la navigation pour un parc de robots d'entrepôt AGV et AMR que le client possède déjà, et nous ne fournissons pas les chariots eux-mêmes. En entrée, nous prenons le plan de l'entrepôt, le modèle de châssis, les capteurs (lidars, caméras, encodeurs) et nous écrivons la partie logicielle : carte des lieux, itinéraires, règles d'évitement et logique de répartition de la flotte. C'est le matériel du client qui transporte les charges dans l'entrepôt, et notre périmètre de responsabilité, c'est le logiciel qui transforme un assortiment de chariots en système gouvernable. À part, nous réglons l'intégration avec le WMS et le niveau supérieur, afin que les ordres de déplacement arrivent depuis le système de gestion et ne soient pas saisis à la main. Le résultat de la prestation, c'est une configuration de navigation opérationnelle et des paramètres vérifiés sur le matériel du client avant la mise en exploitation.

Comment fonctionne la navigation au fond

Le robot résout en continu trois problèmes : où il se trouve, à quoi ressemble son environnement et par quel chemin rejoindre la cible. La localisation compare les données du lidar et de l'odométrie à une carte de l'entrepôt construite au préalable, de sorte que le chariot connaît sa position sans marquage au sol ni fils au plafond. Le planificateur construit un itinéraire global jusqu'au point de destination, tandis que la boucle locale recalcule la trajectoire en temps réel, en contournant les personnes, les palettes et les autres engins. Le répartiteur de flotte distribue les tâches entre les machines, les démêle aux intersections et empêche deux chariots d'occuper la même allée. Toute cette logique est exécutée par l'ordinateur de bord du matériel du client, et nous la définissons par des paramètres et du code, sans intervenir sur la mécanique.

Histoire de l'apparition des AGV

Le premier transporteur à guidage automatique fut construit en 1953 par Arthur (Mac) Barrett Jr., propriétaire de la société Barrett Electronics de Northbrook, dans l'Illinois. C'était un tracteur de remorquage modifié qui roulait dans un entrepôt alimentaire en suivant le signal d'un fil tendu sous le plafond ; il fut commercialisé en série à partir de 1954 sous le nom de Guide-O-Matic. Plus tard, le fil fut déplacé dans le sol, et pendant des décennies la navigation des AGV reposa précisément sur des guides physiques — fils, bande magnétique, lignes optiques. Cela donnait de la précision, mais liait rigidement l'itinéraire à l'infrastructure : tout changement de plan d'entrepôt exigeait de refaire le marquage. Les robots d'entrepôt modernes ont abandonné les fils au profit de la navigation par carte et de la vision par ordinateur, ce qui constitue l'essentiel de notre travail.

Pourquoi la partie logicielle est critique

En navigation sans fils, le comportement de la machine est entièrement déterminé par le logiciel, d'où un coût d'erreur de réglage élevé. Si la carte est construite imprécisément ou si les paramètres de localisation sont réglés grossièrement, le chariot dérive, confond les allées et s'arrête là où le passage est libre. La précision de positionnement influe directement sur la sécurité : le robot partage l'entrepôt avec des humains et des engins, et un écart de seulement dix centimètres dans une allée étroite se transforme en collision ou en blocage. La répartition de flotte repose aussi sur la logique logicielle — sans elle, plusieurs machines créent des embouteillages et des interblocages aux intersections au lieu d'accroître la productivité. C'est pourquoi nous consacrons l'essentiel du temps non au matériel, mais à la calibration, à la carte et aux règles de déplacement, et nous les amenons sur le matériel du client à un comportement prévisible.

Le stack : ROS2, Nav2, SLAM

Le socle, c'est ROS2, environnement industriel d'échange de messages entre les nœuds du robot, sur lequel reposent les pilotes de capteurs, la commande des actionneurs et l'échange de données avec le niveau supérieur. La couche de navigation, nous la construisons sur Nav2 — le stack de routage standard de ROS2, qui utilise des arbres de comportement et un cycle de vie géré des nœuds, ce qui donne un démarrage, un arrêt et une reprise contrôlés de la machine. La construction de la carte d'entrepôt et la localisation qui suit, nous les couvrons par des méthodes SLAM : le robot construit simultanément la carte des lieux et y détermine sa position d'après les données du lidar et de l'odométrie. Ce couple n'est pas lié à un fournisseur de châssis unique, il convient donc à un parc hétérogène où les robots d'entrepôt sont assemblés sur du matériel de divers fabricants. Tout le stack est ouvert, ce qui supprime la dépendance aux licences et laisse la configuration sous le contrôle du client.

Quand sont apparus ROS2, Nav2 et SLAM

Le terme SLAM fut introduit en 1995 par Hugh Durrant-Whyte et John Leonard, tandis que la base mathématique de l'approche avait été posée dès 1986 dans les travaux de Smith, Self et Cheeseman sur la description probabiliste de l'incertitude spatiale. ROS lui-même naquit comme projet chez Willow Garage : le premier dépôt public apparut en novembre 2007, et la version ROS 1.0 sortit en 2010. ROS2 fut conçu d'emblée pour des tâches industrielles et distribuées, et sa première distribution Ardent Apalone fut publiée en décembre 2017. Le stack de navigation Nav2 pour ROS2 fut présenté en 2020 dans l'article The Marathon 2 de Steve Macenski et de ses collègues, où un robot parcourut sur un campus dynamique une distance supérieure à un marathon. Nous utilisons des versions matures de ces outils, et non des assemblages bruts, afin que le comportement des machines soit reproductible.

Pourquoi vous pouvez nous le confier

L'expérience cumulée de notre équipe de développement en informatique dépasse 45 ans, et nous menons la navigation comme une tâche d'ingénierie, et non comme un assortiment de presets prêts à l'emploi. Nous ne vendons pas de chariots et ne sommes liés à aucun fabricant précis, nous réglons donc le matériel déjà installé chez le client et choisissons les paramètres selon son plan et son flux de marchandises. Chaque configuration, nous la testons d'abord en simulation, puis sur le matériel réel en mode contrôlé, et ce n'est qu'après vérification que nous la passons en production. Cet ordre supprime le risque que les robots d'entrepôt entrent en atelier avec un comportement imprévisible et arrêtent la logistique. C'est le matériel du client qui transporte et manœuvre, et nous répondons du programme, de la carte et de la répartition — et du fait qu'ils fonctionnent comme annoncé.