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Title:
AUTONOMOUS AGRICULTURAL ROBOT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/175540
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an autonomous agricultural robot (100), referred to as robot, comprising: a straddle chassis (30) defining an aisle through which a row of crops can pass, propulsion means (40) for moving the robot (100) in a direction of forward travel, a control unit (50) for controlling the robot (100) and an obstacle-characterization device. This device comprising: obstacle-detection means (10) which are configured to detect an obstacle lying in the path of the autonomous agricultural robot (100), a processing unit (20) configured so that when an obstacle is detected by the obstacle-detection means (10), the unit logs the data collected by the obstacle-detection means (10), and/or processes the data collected by the obstacle-detection means (10) and determines at least one characteristic of the detected obstacle.

Inventors:
ANDREU JOAN (FR)
JUNG FRANCK (FR)
MOINDRAULT DENIS (FR)
MATHIEU BRUNO (FR)
SEGUINEAU CÉDRIC (FR)
Application Number:
PCT/EP2022/054323
Publication Date:
August 25, 2022
Filing Date:
February 22, 2022
Export Citation:
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Assignee:
NAIO TECH (FR)
International Classes:
A01B69/04; A01B39/16; A01G17/02; B62D49/06; G05D1/02
Foreign References:
US20160174454A12016-06-23
US20160124433A12016-05-05
US3548966A1970-12-22
EP1369009B12007-07-25
FR2913300B12009-05-15
Attorney, Agent or Firm:
IPSIDE (FR)
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Claims:
Revendications

Revendication 1. Robot agricole autonome (100), dit robot, comportant :

- un châssis enjambeur (30) définissant un couloir de passage pour une rangée de culture,

- des moyens de déplacement (40) du robot (100) selon une direction d’avancement,

- une unité de commande (50) du robot (100), caractérisé en ce que le robot agricole autonome (100) comporte un dispositif de caractérisation d’obstacles comprenant :

- des moyens de détection d’obstacles (10) configurés pour détecter un obstacle situé sur un trajet du robot agricole autonome (100),

- une unité de traitement (20) configurée pour, lorsqu’un obstacle est détecté par les moyens de détection d’obstacles (10) :

enregistrer les données relevées par lesdits moyens de détection d’obstacles (10), et/ou

traiter les données relevées par lesdits moyens de détection d’obstacles (10) et déterminer au moins une caractéristique de l’obstacle détecté.

Revendication 2. Robot agricole autonome (100) selon la revendication 1 dans lequel l’unité de traitement (20) est configurée pour vérifier si la au moins une caractéristique satisfait à un critère prédéfini.

Revendication 3. Robot agricole autonome (100) selon l’une des revendications précédentes dans lequel les moyens de détection d’obstacles (10) comportent :

- deux bras (11 , 12), mobiles et disposés respectivement de part et d’autre d’un plan longitudinal médian du couloir de passage,

- deux capteurs, un capteur par bras, chaque capteur étant configuré pour détecter un changement de position du bras associé.

Revendication 4. Robot agricole autonome (100) selon la revendication 3 dans lequel :

- les deux bras (11 , 12) sont mobiles en rotation, selon un axe parallèle au plan longitudinal médian du couloir de passage,

- les deux capteurs sont des capteurs angulaires. Revendication 5. Robot agricole autonome (100) selon la revendication 4, dans lequel, lorsque les deux bras (11 ,12) sont en position dite de repos, c’est à dire lorsqu’aucune pression n’est exercée sur les deux bras (11 ,12), lesdits deux bras sont disposés dans un même plan transversal à la direction d’avancement, lesdits bras (11 ,12) comprenant un premier (11 ) et un deuxième bras (12), le premier bras (11 ) comprenant une première extrémité (111 ) et une deuxième extrémité (112) opposée, le deuxième bras comprenant une première extrémité (121 ) et une deuxième extrémité (122) opposée, les deuxièmes extrémités (112,122) de chaque bras (11 ,12) étant positionnées en vis-à-vis l’une de l’autre.

Revendication 6. Robot agricole autonome (100) selon la revendication 5 dans lequel lesdits deux bras se présentent sous forme d’une barre longitudinale, et dans lequel, lorsque les bras (11 ,12) sont en position de repos, chaque bras (11 ,12) présente :

- une longueur (L) selon un axe longitudinal parallèle à la direction d’avancement du robot (100),

- une hauteur (H) selon un axe vertical, perpendiculaire à l’axe longitudinal et à un axe transversal, lui-même perpendiculaire à l’axe longitudinal, et orienté suivant une direction horizontale lorsque les moyens de déplacement 40 du robot (100) sont en contact du sol, chaque bras présentant sur une longueur (L1 ) depuis la deuxième extrémité (112,122) une hauteur (H1 ) réduite, de telle sorte que, en position de repos, les parties à hauteur réduite de chaque bras se superposent l’une sur l’autre. Revendication 7. Robot agricole autonome (100) selon la revendication 3 dans lequel :

- les deux bras (11 , 12) sont mobiles en translation, dans un plan perpendiculaire au plan longitudinal médian du couloir de passage,

- les deux capteurs sont des capteurs de déplacement linéaire. Revendication 8. Robot agricole autonome (100) selon l’une des revendications précédentes dans lequel la au moins une caractéristique de l’obstacle détecté est choisie parmi :

- une position de l’obstacle détecté par rapport à un référentiel du robot

(100), - une dimension apparente de l’obstacle détecté.

Revendication 9. Robot agricole autonome (100) selon l’une des revendications 4 à 7 dans lequel la au moins une caractéristique de l’obstacle détecté est choisie parmi :

- une position de l’obstacle détecté par rapport à un référentiel du robot

(100),

- une dimension apparente de l’obstacle détecté,

- la somme des angles des deux bras (11 , 12) ou une somme des déplacements des deux bras (11 , 12).

Revendication 10. Procédé de mise en sécurité d’un robot agricole autonome (100) conforme à l’une des revendications 2 à 9 comportant, lorsqu’un obstacle est détecté par les moyens de détection d’obstacles (10), les étapes de :

- Obtention des données relevées par les moyens de détection d’obstacles (10),

- Traitement des données et détermination d’au moins une caractéristique de l’obstacle détecté, par l’unité de traitement (20),

- Vérification, par l’unité de traitement (20), si la au moins une caractéristique de l’obstacle détecté satisfait au critère prédéfini,

- Transmission, à l’unité de commande du robot (50), d’une instruction d’arrêt du robot (100) lorsque la au moins une caractéristique ne satisfait pas le critère prédéfini.

Revendication 11. Procédé de mise en sécurité selon la revendication 10 dans lequel, lorsque la au moins une caractéristique est la dimension apparente de l’obstacle détecté, l’étape de traitement comporte le calcul de la dimension apparente de l’obstacle détecté, le critère prédéfini étant satisfait lorsque la dimension apparente calculée n’excède pas une valeur prédéfinie.

Revendication 12. Procédé de mise en sécurité selon la revendication 10 dans lequel, lorsque la au moins une caractéristique est la position de l’obstacle détecté, l’étape de traitement comporte le calcul de la position de l’obstacle, le critère prédéfini étant satisfait lorsque la position de l’obstacle calculée n’excède pas une valeur prédéfinie. Revendication 13. Procédé de mise en sécurité selon la revendication 10, et lorsque le robot agricole autonome (100) est conforme à l’une des revendications 4 à 7, dans lequel, lorsque la au moins une caractéristique est la somme des angles des deux bras (11 , 12) ou la somme des déplacements des deux bras (11 , 12), l’étape de traitement comporte le calcul de la somme des angles des deux bras (11 , 12) ou la somme des déplacements des deux bras (11 , 12), le critère prédéfini étant satisfait lorsque la somme des angles des deux bras (11 , 12) ou la somme des déplacements des deux bras (11 , 12) calculée n’excède pas une valeur prédéfinie. Revendication 14. Procédé de mise en sécurité selon la revendication 10 comportant une étape préalable de réalisation d’une cartographie géoréférencée d’une parcelle de culture avec une localisation des obstacles acceptables. Revendication 15. Procédé de mise en sécurité selon la revendication 14, l’étape de transmission d’une instruction d’arrêt du robot est conditionnée à la vérification supplémentaire que l’obstacle détecté ne fait pas partie des obstacles acceptables. Revendication 16. Procédé de réalisation d’une cartographie d’une parcelle de culture mis en oeuvre par un robot agricole autonome (100) conforme à l’une des revendications 1 à 9, le robot agricole autonome (100) comportant un système de navigation, ledit procédé comportant, lorsqu’un obstacle est détecté par les moyens de détection d’obstacles, les étapes de :

- Obtention des données relevées par lesdits moyens de détection d’obstacles (10),

- Relevé de la localisation du robot agricole autonome (100) par le système de navigation,

- Enregistrement d’un doublet « données relevées par lesdits moyens de détection d’obstacles (10) - localisation du robot agricole autonome (100) ».

Revendication 17. Procédé de réalisation d’une cartographie d’une parcelle de culture mis en oeuvre par un robot agricole autonome (100) conforme à l’une des revendications 1 à 9, le robot agricole autonome (100) comportant un système de navigation, ledit procédé comportant, lorsqu’un obstacle est détecté par les moyens de détection d’obstacles, les étapes de : - Obtention des données relevées par lesdits moyens de détection d’obstacles (10),

- Relevé de la localisation du robot agricole autonome (100) par le système de navigation,

- Traitement des données relevées par les moyens de détection d’obstacles (10) et détermination d’au moins une caractéristique de l’obstacle détecté,

- Enregistrement d’un doublet « la au moins une caractéristique de l’obstacle détecté - localisation du robot agricole autonome (100) ».

Description:
Description

Titre de l'invention : Robot agricole autonome Domaine technique de l’invention

La présente invention appartient au domaine de l’agriculture, et notamment des machines agricoles autonomes. Elle concerne plus particulièrement les robots agricoles autonomes comportant un dispositif de caractérisation d’obstacles, un procédé de mise en sécurité et un procédé de réalisation d’une cartographie d’une parcelle de culture associés.

L’invention vise par exemple les agroéquipements disposant de fonctions automatisées ou autonomes, qu’ils soient dédiés à l’agriculture, notamment à la culture en rangées, telle que les vignes.

Technique antérieure

Les cultures agricoles, en particulier les cultures en rangées, telles que les vignes, nécessitent d’être régulièrement entretenues. L’entretien de ces cultures regroupe des opérations variées telles que le désherbage, le binage, l’épamprage, ou encore le rognage. L’entretien de ces cultures agricoles est réalisé de plus en plus par des robots agricoles automatisés, généralement équipés d’outils d’entretien spécifiques (amovibles ou non). Cependant, ces robots agricoles automatisés requièrent tout de même actuellement la présence permanente d’un opérateur, qui supervise ces opérations d’entretien. En effet, l’environnement dans lequel sont réalisées ces opérations d’entretien est extérieur et ouvert. Dès lors, lorsque le robot agricole automatisé évolue entre les rangées de vignes, des obstacles non prévisibles, qu’il s’agisse d’autres éléments de l’environnement ou la présence d'ouvriers agricoles à proximité, peuvent se présenter devant lui.

Ainsi, actuellement, lorsqu’un obstacle non prévisible se présente devant le robot agricole automatisé, l’opérateur provoque son arrêt, retire manuellement l’obstacle et le redémarre.

Néanmoins, cette solution n’est pas satisfaisante puisqu’elle nécessite une intervention humaine durant toute la durée de l’opération d’entretien, ce qui engendre des coûts supplémentaires et ne correspond pas à ce qu’il est attendu d’un robot dit autonome. Une solution basée sur les technologies d’analyse d’images ou de fusion de données issues des systèmes de vision 2D ou 3D pour distinguer des obstacles potentiels pourrait être envisagée. Toutefois, cette solution s’avérerait trop complexe à maîtriser dans l’ensemble des configurations environnementales d’application à la fonction agricole. En effet, les obstacles sont très différents les uns des autres, et l’environnement dans lequel évoluerait le robot utilisant ces technologies est ouvert.

De surcroît, certains obstacles peuvent être dissimulés, par exemple par des feuilles, donc indétectables par un système de vision 2D ou 3D. De plus, ces technologies ne prémunissent pas de l’apparition de fausses détections d’obstacles, par exemple une simple touffe d’herbe pourrait être perçue comme un obstacle. Une autre solution basée sur une détection de chaleur, notamment en vue de détecter un être humain pourrait également être envisagée. Cependant, cette solution s’avérerait inexploitable lors des fortes chaleurs de l’été, lorsque la température des éléments de l’environnement avoisinerait la température corporelle d’un être humain.

Actuellement, aucune solution ne permet de réaliser de manière complètement automatisée et autonome des opérations agricoles courantes dans un environnement complexe, car il n’existe pas de solution suffisamment robuste, fiable et performante permettant de caractériser les obstacles rencontrés.

Parallèlement, la cartographie d’une parcelle de culture est une opération essentielle afin de localiser avec précision l’emplacement des pieds de vigne par exemple. Cette cartographie est ensuite transmise au robot agricole autonome afin qu’il procède au traitement des vignes de manière précise. Actuellement, il existe des solutions basées sur des technologies de traitement d’images issues de drones, dotés de capteurs multispectraux. Ces capteurs mesurent le rayonnement des vignes dans le proche infrarouge pour estimer la qualité de la photosynthèse. Néanmoins, ces technologies sont très coûteuses car elles nécessitent des équipements de pointe et des traitements d’images très complexes. Actuellement, il n’existe pas non plus de solution permettant de réaliser une cartographie d’une culture en rangée suffisamment robuste, simple et performante. Présentation de l'invention

La présente invention vise à pallier les inconvénients de l’art antérieur exposés supra, en proposant une solution simple, permettant de caractériser les obstacles pour un robot agricole autonome. De plus, la présente invention vise à proposer un procédé de mise en sécurité dudit robot agricole autonome afin qu’il puisse s’arrêter de manière autonome pour ne pas endommager ou être endommagé par un obstacle se situant sur son passage. Aussi, la présente invention a pour but de proposer une solution de cartographie fiable, robuste, basée sur un dispositif mécanique.

A cet effet, la présente invention a pour objet un robot agricole autonome, dit robot, comportant un châssis enjambeur définissant un couloir de passage pour une rangée de culture, des moyens de déplacement du robot selon une direction d’avancement, une unité de commande du robot, ledit robot comportant un dispositif de caractérisation d’obstacles comprenant des moyens de détection d’obstacles configurés pour détecter un obstacle situé sur un trajet du robot, une unité de traitement configurée pour, lorsqu’un obstacle est détecté par les moyens de détection d’obstacles, enregistrer les données relevées par lesdits moyens de détection d’obstacles, et/ou traiter les données relevées par lesdits moyens de détection d’obstacles et déterminer au moins une caractéristique de l’obstacle détecté.

Dans des modes particuliers de réalisation, l’invention répond en outre aux caractéristiques suivantes, mises en oeuvre séparément ou en chacune de leurs combinaisons techniquement opérantes.

Dans un mode de réalisation, la au moins une caractéristique de l’obstacle détecté est choisie parmi une position de l’obstacle détecté par rapport à un référentiel du robot ou encore une dimension apparente de l’obstacle détecté. Ainsi, le robot est alors apte à caractériser l’obstacle détecté, soit par sa localisation et/ou sa dimension apparente.

Dans une configuration particulièrement avantageuse, l’unité de traitement du robot est configurée pour vérifier si la au moins une caractéristique satisfait à un critère prédéfini. Ainsi, le robot est apte à faire une classification entre les obstacles, selon si la au moins une caractéristique satisfait le critère prédéfini. Ce critère peut être, de manière non limitative, une liste de localisations, ou encore une dimension apparente maximale.

Selon un mode de réalisation particulier, les moyens de détection d’obstacles du robot comportent deux bras, mobiles et disposés respectivement de part et d’autre d’un plan longitudinal médian du couloir de passage, et deux capteurs, un capteur par bras, chaque capteur étant configuré pour détecter un changement de position du bras associé. Ce mode de réalisation présente l’avantage de détecter au moins une caractéristique de l’obstacle de manière mécanique.

Lorsqu’aucune pression n’est exercée sur les deux bras lesdits deux bras sont dits en position de repos. Avantageusement le dispositif de caractérisation d’obstacles comprend un système de rappel des deux bras configuré pour ramener lesdits deux bras en position de repos lorsque l’effort qui déplaçait lesdits bras vers une position intermédiaire est supprimé. Ledit système de rappel permet avantageusement de renforcer l’autonomie du dispositif en assurant sa fermeture de manière autonome. Avantageusement, les deux bras du robot sont mobiles en rotation, selon un axe parallèle au plan longitudinal médian du couloir de passage et les deux capteurs sont des capteurs angulaires. Ce mode de réalisation permet avantageusement de détecter au moins une caractéristique de l’obstacle de manière robuste.

Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, lorsque les deux bras sont en position dite de repos, lesdits deux bras sont disposés dans un même plan transversal à la direction d’avancement. Lesdits bras comprennent un premier et un deuxième bras, le premier bras comprenant une première extrémité et une deuxième extrémité opposée, le deuxième bras comprenant une première extrémité et une deuxième extrémité opposée, lesdites deuxièmes extrémités de chaque bras étant positionnées en vis-à-vis l’une de l’autre.

Ce mode de réalisation présente l’avantage de couvrir la largeur totale du couloir de passage, et donc d’être en mesure de détecter les obstacles se situant sur ledit couloir. De plus, il permet de limiter l’encombrement du dispositif de caractérisation d’obstacles.

Dans une configuration particulièrement avantageuse, lesdits deux bras se présentent sous forme d’une barre longitudinale, et, lorsque les bras sont en position de repos, chaque bras présente : - une longueur (L) selon un axe longitudinal parallèle à la direction d’avancement du robot,

- une hauteur (H) selon un axe vertical, perpendiculaire à l’axe longitudinal et à un axe transversal, lui-même perpendiculaire à l’axe longitudinal, et orienté suivant une direction horizontale lorsque les moyens de déplacement du robot sont en contact du sol, chaque bras présentant sur une longueur (L1 ) depuis la deuxième extrémité une hauteur (H1 ) réduite, de telle sorte que, en position de repos, les parties à hauteur réduite de chaque bras se superposent l’une sur l’autre.

Ce mode de réalisation présente l’avantage de caractériser les obstacles n’étant pas compris sensiblement dans le plan longitudinal du couloir de passage de manière plus précise par rapport à une configuration du dispositif de caractérisation d’obstacles présentant des bras ne comprenant pas de parties à hauteur réduite se superposant l’une sur l’autre.

Dans un autre mode de réalisation, les deux bras sont mobiles en translation, dans un plan perpendiculaire au plan longitudinal médian du couloir de passage, les deux capteurs sont des capteurs de déplacement linéaire.

Avantageusement, dans ces deux derniers modes de réalisation la au moins une caractéristique de l’obstacle détecté peut également être la somme des angles des deux bras ou la somme des déplacements des deux bras. Cette configuration avantageuse permet de limiter les calculs au sein de l’unité de traitement, et donc d’accélérer la détermination de la caractéristique de l’obstacle et si celle-ci vérifie le critère prédéfini.

La présente invention est également relative à un procédé de mise en sécurité d’un robot comportant, lorsqu’un obstacle est détecté par les moyens de détection d’obstacles, les étapes de :

- Obtention des données relevées par les moyens de détection d’obstacles,

- Traitement des données et détermination d’au moins une caractéristique de l’obstacle détecté, par l’unité de traitement,

- Vérification, par l’unité de traitement, si la au moins une caractéristique de l’obstacle détecté satisfait au critère prédéfini, - Transmission, à l’unité de commande du robot, d’une instruction d’arrêt du robot lorsque la au moins une caractéristique ne satisfait pas le critère prédéfini.

Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, l’invention répond en outre aux caractéristiques suivantes, mises en oeuvre séparément ou en chacune de leurs combinaisons techniquement opérantes

Selon un mode de mise en oeuvre particulièrement avantageux du procédé de mise en sécurité pour le robot, lorsque la au moins une caractéristique est la dimension apparente de l’obstacle détecté, l’étape de traitement comporte le calcul de la dimension apparente de l’obstacle détecté, le critère prédéfini étant satisfait lorsque la dimension apparente calculée n’excède pas une valeur prédéfinie. Ainsi, ce mode de mise en oeuvre permet de provoquer l’arrêt du robot pour les obstacles dont la dimension apparente est supérieure à la valeur prédéfinie. Cette valeur prédéfinie peut être le diamètre maximal d’un pied de vigne dans le cadre d’une utilisation non limitative du robot dans une vigne. Ainsi l’arrêt du robot n’est provoqué que pour les obstacles de dimension apparente supérieure à celle d’un pied de vigne.

Dans un mode de mise en oeuvre du procédé de mise en sécurité pour le robot, lorsque la au moins une caractéristique est la position de l’obstacle détecté, l’étape de traitement comporte le calcul de la position de l’obstacle, le critère prédéfini étant satisfait lorsque la position de l’obstacle calculée n’excède pas une valeur prédéfinie.

Selon un mode de mise en oeuvre du procédé de mise en sécurité pour le robot, lorsque la au moins une caractéristique est la somme des angles des deux bras ou la somme des déplacements des deux bras, l’étape de traitement comporte le calcul de la somme des angles des deux bras ou la somme des déplacements des deux bras, le critère prédéfini étant satisfait lorsque la somme des angles des deux bras ou la somme des déplacements des deux bras calculée n’excède pas une valeur prédéfinie. Ce mode de mise en oeuvre permet également de caractériser les obstacles et de provoquer l’arrêt du robot pour les obstacles qui provoquent un écartement des bras du dispositif de détection d’obstacles supérieur à la valeur prédéfinie. Avantageusement, il permet de limiter les calculs et d’obtenir une caractérisation plus rapide. La présente invention est également relative à un procédé de réalisation d’une cartographie d’une parcelle de culture pour le robot comportant un système de navigation, ledit procédé comportant, lorsqu’un obstacle est détecté par les moyens de détection d’obstacles, les étapes de :

- Obtention des données relevées par lesdits moyens de détection d’obstacles,

- Relevé de la localisation du robot agricole autonome par le système de navigation,

- Enregistrement d’un doublet « données relevées par lesdits moyens de détection d’obstacles - localisation du robot agricole autonome ».

Le procédé de réalisation d’une cartographie d’une parcelle de culture peut avantageusement constituer une étape de cartographie préalable au procédé de mise en sécurité.

Dans un mode de mise en oeuvre préféré du procédé de réalisation d’une cartographie d’une parcelle de culture pour le robot comportant un système de navigation, ledit procédé comporte, lorsqu’un obstacle est détecté par les moyens de détection d’obstacles, les étapes de :

- Obtention des données relevées par lesdits moyens de détection d’obstacles,

- Relevé de la localisation du robot agricole autonome par le système de navigation,

- Traitement des données relevées par les moyens de détection d’obstacles et détermination d’au moins une caractéristique de l’obstacle détecté

- Enregistrement d’un doublet «la au moins une caractéristique de l’obstacle détecté - localisation du robot agricole autonome ».

Ce mode de mise en oeuvre du procédé de réalisation d’une cartographie d’une parcelle de culture peut avantageusement constituer une étape de cartographie préalable au procédé de mise en sécurité sans nécessiter un traitement externe des données obtenues.

Dans un mode de mise en oeuvre du procédé de mise en sécurité particulièrement avantageux, celui-ci comporte une étape préalable de réalisation d’une cartographie géoréférencée d’une parcelle de culture avec une localisation des obstacles acceptables. Cette étape préalable de réalisation d’une cartographie géoréférencée d’une parcelle de culture avec une localisation des obstacles acceptables permet ainsi d’opérer une distinction entre les obstacles acceptables et les obstacles non acceptables, et de provoquer l’arrêt du robot seulement en cas de détection d’un obstacle non acceptable.

Selon un mode de mise en oeuvre particulièrement avantageux du procédé de mise en sécurité pour le robot, l’étape de transmission d’une instruction d’arrêt du robot est conditionnée à la vérification supplémentaire que l’obstacle détecté ne fait pas partie des obstacles acceptables.

Ce mode de mise en oeuvre permet avantageusement de limiter les faux positifs, c’est-à-dire les arrêts du robot qui ne sont pas dus à un obstacle gênant situé dans la trajectoire dudit robot.

Brève description des figures

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures qui représentent :

[Fig.1 ] la figure 1 est une vue schématique de face d’un robot agricole autonome équipé de moyens de détection d’obstacles selon un premier mode de réalisation ; [Fig.2] la figure 2 est une vue agrandie des moyens de détection d’obstacles illustré en Figure 1 .

Sur les figures, les différents éléments sont représentés de manière schématique et ne sont pas nécessairement à la même échelle. Sur l’ensemble des figures, les éléments identiques ou équivalents portent la même référence numérique.

Description des modes de réalisation

La présente invention concerne en premier lieu un robot agricole autonome. L’invention est décrite dans le contexte particulier d’un de ses domaines d’application préférés dans lequel le robot agricole autonome est destiné à une utilisation dans les parcelles de vignes. Rien n’exclut cependant d’utiliser le robot agricole autonome pour tout autre type de cultures ou plantations en rangées. La figure 1 représente schématiquement un exemple non limitatif de robot agricole autonome 100. Dans la suite de la description, les termes « robot agricole autonome » ou « robot » seront utilisés indifféremment pour désigner le robot agricole autonome 100.

Ledit robot comprend, de manière classique, un châssis enjambeur 30. Le châssis enjambeur 30 est configuré pour définir un couloir de passage pour une rangée de culture ou de plantation.

Le robot 100 comprend en outre des moyens de déplacement 40 de celui-ci selon une direction d’avancement.

On associera au robot agricole autonome 100, un référentiel XYZ, dit référentiel robot. Ce référentiel robot comporte trois axes orthonormés C,U,Z. Ce référentiel robot se définit par rapport à une position relative du robot agricole autonome 100 dans des conditions d'utilisation standard, notamment lorsque ses moyens de déplacement 40 sont en contact du sol.

Ledit référentiel robot comporte :

- un axe X, dit axe longitudinal, parallèle à la direction d’avancement du robot agricole autonome 100,

- un axe Y, dit axe transversal, perpendiculaire à l’axe longitudinal, et orienté suivant une direction horizontale lorsque ses moyens de déplacement 40 sont en contact du sol,

- un axe Z, dit axe vertical, perpendiculaire à l’axe longitudinal et à l’axe transversal, et orienté suivant une direction verticale.

Le châssis enjambeur 30 comprend une partie avant, une partie arrière et deux cotés latéraux, dits premier coté latéral et deuxième coté latéral. Les parties avant et arrière sont définies par rapport à la direction d’avancement du robot 100.

Les moyens de déplacement 40 du robot sont disposés au niveau des deux côtés latéraux du châssis enjambeur 30.

Dans la suite de la description, on désignera par :

- longueur du robot 100, sa dimension selon l’axe X,

- largeur du robot 100, sa dimension selon l’axe Y, et

- hauteur du robot 100, sa dimension selon l’axe Z. La taille du robot agricole autonome 100 désigne l’ensemble hauteur, largeur et longueur.

Le robot 100 peut présenter différentes tailles afin de s’adapter à des cultures de type différent.

Ainsi, dans le contexte choisi, la largeur du robot 100 est dimensionnée de sorte que les moyens de déplacement 40 évoluent de part et d’autre d’une rangée de culture ou de plantation. La hauteur du robot 100 est dimensionnée de sorte que le châssis enjambeur 30 enjambe la rangée de culture.

Les moyens de déplacement 40 permettent avantageusement au robot 100 d'avancer, de tourner, de faire un demi-tour. Les moyens de déplacement 40 sont reliés classiquement au châssis enjambeur 30 via des trains, non représentés ici. Dans un exemple préféré de réalisation, comme illustré sur la figure 1 , les moyens de déplacement 40 sont formés par des roues. De préférence, les moyens de déplacement 40 sont formés par quatre roues, deux roues disposées au niveau de chaque côté latéral du châssis enjambeur 30. Pour chaque côté latéral dudit châssis enjambeur, une roue, dite roue avant, est située au niveau de la partie avant du châssis enjambeur 30 et une roue, dite roue arrière, est située au niveau de la partie arrière du châssis enjambeur 30.

De préférence, le robot 100 comporte un pare-choc 90 positionné en amont de chaque roue avant par rapport à la direction d’avancement. Les pare-chocs 90 permettent avantageusement de protéger le robot en amortissant les chocs lorsqu’un obstacle se présente devant lesdites roues avant. Les pare-chocs 90 sont préférentiellement disposés à une faible hauteur par rapport au sol. Dans un exemple de réalisation, les pare-chocs 90 sont situés à environ une dizaine de centimètres du sol.

Les moyens de déplacement 40 sont préférentiellement associés à au moins un moteur qui permet au robot 100 d'avancer à une vitesse prédéfinie et adaptée notamment aux contraintes du terrain et de la culture dans lequel le robot 100 se déplace. Dans un exemple de réalisation, la vitesse d’avancement maximale du robot 100 est de 6 km/h. De préférence, le robot 100 comporte un outil agricole 80. Ledit outil agricole permet d’effectuer les opérations d’entretien des cultures. Cet outil agricole 80 peut être par exemple un outil de désherbage, d’épamprage, d’effeuillage ou de rognage.

Dans l’exemple non limitatif de la figure 1 , l’outil agricole 80 est un outil de désherbage. Il comporte deux têtes de désherbages destinées à remuer la terre de part et d’autre des pieds de vignes.

L’outil agricole 80 est préférentiellement positionné sous le châssis enjambeur 30, par exemple entre les roues avant et les roues arrière afin de limiter l’encombrement du robot 100.

Ledit outil agricole est par exemple relié au châssis enjambeur 30 via des moyens d’accrochage. Préférentiellement les moyens d’accrochage sont réversibles, afin de pouvoir changer d’outils agricoles aisément.

Le robot comprend en outre une unité de commande 50. Cette unité de commande 50 est configurée notamment pour permettre au robot 100 de fonctionner de manière autonome.

L’unité de commande 50 est préférentiellement associée aux moyens de déplacement 40, aux pare-chocs 90, au moteur, à l’outil agricole 80.

L’unité de commande 50 est par exemple un calculateur, un mini-ordinateur ou tout autre élément informatique du même type.

L’unité de commande 50 permet à un opérateur de programmer le robot 100, par exemple de le faire avancer, manoeuvrer, arrêter selon un jeu de conditions prédéfinies. Ladite unité de commande est configurée notamment pour commander les moyens de déplacement 40.

Dans un exemple de réalisation préféré, l’unité de commande 50 est programmée de telle sorte que lorsqu’un pare-chocs rencontre un obstacle, ladite unité de commande provoque l’arrêt du robot 100.

Dans un mode de réalisation, non représenté sur les figures, le robot 100 comprend un système de localisation. Ledit système de localisation permet de localiser le robot 100 dans l’environnement dans lequel il évolue.

Le système de localisation permet également de réalisation une cartographie géoréférencée de la parcelle dans laquelle va évoluer en vue de réaliser le guidage autonome du robot 100 dans ladite parcelle. Le système de localisation comprend par exemple un système de positionnement par satellite, tel que le système GPS (de l’acronyme anglais Global Position System).

Le système de navigation est préférentiellement relié à l’unité de commande 50. Selon l’invention, le robot 100 comporte un dispositif de caractérisation d’obstacles, également désigné sous le terme de « dispositif » dans la suite de la description. Le dispositif de caractérisation d’obstacles est destiné à permettre au robot 100 d’évoluer de manière encore plus autonome et sécuritaire, notamment dans un environnement où des obstacles, tels que des animaux peuvent se trouver sur la trajectoire du robot 100.

Ce dispositif comprend des moyens de détection d’obstacles 10 configurés pour détecter un obstacle situé sur un trajet du robot 100. Les moyens de détection d’obstacles 10 sont disposés sur le robot 100 afin de détecter un obstacle situé dans le couloir de passage défini par le châssis enjambeur, en amont ou en aval dudit couloir de passage selon la direction d’avancement du robot.

Lorsqu’un outil agricole est présent sur le robot 100, les moyens de détection d’obstacles 10 sont disposés avantageusement, selon la direction d’avancement du robot, en amont ou au niveau de la partie avant du châssis enjambeur 30, de préférence en amont de l’outil agricole 80.

Ce dispositif comprend en outre une unité de traitement 20.

Dans un mode de réalisation, ladite unité de traitement est configurée pour, lorsqu’un obstacle est détecté par les moyens de détection d’obstacles 10, enregistrer les données relevées par les moyens de détection d’obstacles 10.

Dans un autre mode de réalisation, l’unité de traitement 20 est configurée pour, lorsqu’un obstacle est détecté par les moyens de détection d’obstacles 10, traiter les données relevées par les moyens de détection d’obstacles 10 et déterminer au moins une caractéristique de l’obstacle détecté.

Dans un autre mode de réalisation, ladite unité de traitement est configurée pour, lorsqu’un obstacle est détecté par les moyens de détection d’obstacles 10 :

- enregistrer les données relevées par les moyens de détection d’obstacles

10,

- traiter les données relevées par les moyens de détection d’obstacles 10 et déterminer au moins une caractéristique de l’obstacle détecté. Dans un exemple de réalisation, une caractéristique de l’obstacle détecté est la position dudit obstacle détecté par rapport au référentiel robot.

Dans un autre exemple de réalisation, une caractéristique de l’obstacle détecté est la dimension apparente dudit obstacle détecté.

De manière non limitative, l’unité de traitement 20 comprend un calculateur.

Dans une version préférentielle de réalisation, comme illustré sur les figures 1 et 2, les moyens de détection d’obstacles 10 sont des moyens de détection mécaniques. En d’autres termes, les moyens de détection d’obstacles détectent un obstacle lorsque ledit obstacle entre en contact avec tout ou partie des moyens de détection d’obstacles.

Par exemple, ces moyens de détection d’obstacles 10 comportent deux bras, dits premier et second bras (11 , 12), mobiles et disposés respectivement de part et d’autre d’un plan longitudinal médian du couloir de passage défini par le châssis enjambeur. Il est clair que le plan longitudinal médian est situé dans un plan XZ du référentiel robot.

Les deux bras sont disposés respectivement au niveau d’un côté latéral du châssis enjambeur 30.

Le premier bras 11 comporte une première extrémité 111 et une deuxième extrémité 112 opposée. Le second bras 12 comporte une première extrémité 121 et une deuxième extrémité 122 opposée.

Dans une forme de réalisation, lesdits deux bras sont chacun montés mobiles, préférentiellement au niveau de leur première extrémité, à un support de liaison 70. Ledit support de liaison est préférentiellement fixement solidaire du châssis enjambeur 30 du robot 100. Le support de liaison 70 est préférentiellement réalisé dans un matériau rigide apte assurer le maintien en position des deux bras 11 , 12. De manière préférentielle, pour réduire le poids du robot 100, le support de liaison 70 est réalisé à partir de profilés creux.

Dans un mode de réalisation non représenté ici le support de liaison 70 est télescopique. Ce mode de réalisation permet d’intégrer les moyens de détection d’obstacles 10 sur des robots 100 présentant une largeur et/ou une hauteur différente. Dans l’exemple non limitatif de réalisation illustré sur la figure 1 , le support de liaison 70 comprend une première branche destinée à relier le premier bras 11 au châssis enjambeur 30 et une deuxième branche destinée à relier le second bras 12 au châssis enjambeur 30. Dans l’exemple non limitatif, la première branche et la deuxième branche sont télescopiques.

Dans un mode de réalisation particulier dans lequel le robot 100 comprend des pare-chocs 90, les deux bras 11 , 12 des moyens de détection d’obstacles 10 sont disposés avantageusement, selon l’axe Z, au-dessus des pare-chocs 90. Un tel positionnement permet avantageusement d’éviter les collisions entre les deux bras 11 , 12 des moyens de détection d’obstacles 10 et les pare-chocs 90 lorsque le robot 100 fait un demi-tour, manoeuvre durant laquelle les pare-chocs 90 sont entraînés avec les roues.

Dans un exemple de réalisation, les deux bras 11 , 12 des moyens de détection d’obstacles 10 sont situés à environ une trentaine de centimètre du sol.

De manière préférentielle, pour réduire le poids des moyens de détection d’obstacles 10, les deux bras 11 , 12 sont creux et/ou réalisés en matériau composite. Préférentiellement, les deux bras 11 , 12 ne sont pas réalisés dans un matériau métallique.

Dans un mode de réalisation, non représenté ici, les deux bras 11 , 12 mobiles sont télescopiques. Ce mode de réalisation permet avantageusement aux moyens de détection d’obstacles 10 de s’adapter sur des robots 100 présentant des largeurs différentes.

Lorsqu’aucune pression n’est exercée sur les deux bras 11 , 12, lesdits deux bras sont dits en position de repos.

Lorsqu’un obstacle entre en contact avec les deux bras 11 , 12, lesdits deux bras changent de position. Les moyens de détection d’obstacles 10 comportent en outre deux capteurs, un capteur par bras. Chaque capteur, dit capteur de position, est configuré pour détecter un changement de position du bras associé. On nommera premier capteur de position 13, le capteur associé au premier bras 11 et second capteur de position 14, le capteur associé au second bras 12. Le premier capteur de position 13 est configuré pour détecter un changement de position du premier bras 11. Le second capteur de position 14 est configuré pour détecter un changement de position du second bras 12.

Dans une première configuration mécanique des moyens de détection d’obstacles, les deux bras 11 , 12 sont mobiles en rotation, selon un axe parallèle au plan longitudinal médian du couloir de passage.

Chaque bras 11 , 12 s’ouvre dans une direction opposée à la direction d’avancement du robot 100. En d’autres termes, lorsqu’un outil agricole 80 est présent sur le robot 100, chaque bras s’ouvre en direction de la partie arrière du châssis enjambeur 30, vers l’outil agricole 80. Chaque bras 11 , 12 peut évoluer, de préférence, respectivement entre la position de repos et une position d’ouverture dite maximale. De préférence, les deux bras 11 , 12 sont identiques, en forme et en longueur. ODans un exemple de positionnement des deux bras 11 , 12, en position de repos, lesdits deux bras sont disposés dans deux plans distincts YZ. Les deux bras 11 , 12 présentent de préférence des longueurs supérieures à la moitié de la distance entre les premières extrémités de chaque bras. Ces deux plans sont de préférence proches de sorte que les deux bras 11 , 12 soient sensiblement accolés sur une partie de leur longueur, en position de repos.

Dans un autre exemple de réalisation, en position de repos, les deux bras 11 , 12 sont disposés dans deux plans non perpendiculaires au plan longitudinal médian du couloir de passage, symétriques par rapport audit plan longitudinal médian. Les deux bras 11 , 12 sont dimensionnés, en position de repos, de sorte que les deuxièmes extrémités de chaque bras sont à distance égale du plan longitudinal médian du couloir de passage. Les deuxièmes extrémités de chaque bras sont préférentiellement situées à proximité l’une de l’autre. Dans un exemple de réalisation, les deuxièmes extrémités des deux bras 11 , 12 des moyens de détection d’obstacles 10 sont espacées de quelques millimètres, de préférence inférieur à 5 mm, en position de repos.

Dans un autre exemple de réalisation, en position de repos, les deux bras 11 , 12 sont disposés dans un même plan YZ. Les bras sont dimensionnés selon l’axe Y en position de repos, de sorte que les deuxièmes extrémités de chaque bras sont en vis-à-vis. Les deuxièmes extrémités de chaque bras sont situées à proximité l’une de l’autre. Dans un exemple de réalisation, les deuxièmes extrémités des deux bras 11 , 12 des moyens de détection d’obstacles 10 sont espacées de quelques millimètres, de préférence inférieur à 5 mm, en position de repos.

Dans une forme de réalisation des bras, chaque bras se présente par exemple sous la forme d’une barre longitudinale. La barre longitudinale présente une longueur L selon l’axe X du robot 100, une hauteur H selon l’axe Z du robot 100 et une épaisseur e selon l’axe Y du robot 100.

Dans une forme améliorée de réalisation des bras, et spécifique au cas où, en position de repos, les deux bras 11 , 12 sont disposés dans un même plan YZ, comme illustrée sur la figure 2, chaque bras présente, sur une longueur L1 depuis sa deuxième extrémité, une hauteur H1 réduite. Les deux bras 11 , 12 sont positionnés de sorte que, en position de repos, les parties à hauteur réduite de chaque bras se superposent l’une sur l’autre selon l’axe Z. Comme illustré de manière non limitative sur la figure 2, chaque bras 11 , 12 présente une longueur L. Chaque bras 11 ,12 comprend deux parties. Une première partie qui présente une longueur L1 qui part de la deuxième extrémité 112,122 de chaque bras 11 ,12. La première partie présente une hauteur H1 , et est dite partie à hauteur réduite. Une deuxième partie de chaque bras 11 ,12 présente une longueur égale à (L-L1 ) et une hauteur H. Les deux parties ont la même épaisseur e.

La longueur L de chaque bras 11 ,12 est telle que chaque bras 11 ,12 s’étend au- delà du plan longitudinal du couloir de passage.

Cette forme particulière des deux bras 11 , 12 permet avantageusement d’une part de limiter l’encombrement et le poids des moyens de détection d’obstacles 10 sur le robot 100, et d’autre part d’accélérer le retour des deux bras 11 , 12 en position de repos.

Cette forme particulière des deux bras 11 , 12 permet auxdits deux bras de se superposer l’un sur l’autre au niveau de leur parties à hauteur réduite.

Ce mode de réalisation présente l’avantage de caractériser les obstacles n’étant pas compris sensiblement au niveau du plan longitudinal du couloir de passage de manière plus précise par rapport à une configuration du dispositif de caractérisation d’obstacles présentant des bras ne comprenant pas de parties à hauteur réduite se superposant l’une sur l’autre. La longueur L1 est avantageusement choisie pour permettre de caractériser précisément les obstacles décentrés, c'est à dire éloignés du plan longitudinal du couloir de passage selon l’axe Y d’une distance maximum égale à L1 divisée par deux. Néanmoins, plus la longueur L1 est grande, plus le temps nécessaire à la détection d’obstacles est élevé.

Dans cette première configuration mécanique des moyens de détection d’obstacles, les deux capteurs de position 13, 14 sont des capteurs angulaires. De préférence, le premier capteur angulaire 13 est disposé au niveau de la première extrémité 111 du premier bras 11 . Le premier capteur angulaire 13 est configuré pour mesurer le déplacement angulaire du premier bras 11 par rapport à la position de repos c’est- à-dire la mesure de l’angle CM que fait le premier bras 11 par rapport la position de repos. Ainsi, dans un exemple préféré de réalisation dans lequel les deux bras 11 , 12 sont alignés selon l’axe Y en position de repos, de manière non limitative, lorsque le premier bras 11 est en position de repos, le premier capteur angulaire est configuré pour mesurer un angle CM nul et lorsque le premier bras est en position d’ouverture maximale, le premier capteur angulaire est configuré pour mesurer un angle CM de 90°.

De manière similaire, le second capteur angulaire 14 est disposé au niveau de la première extrémité 121 du second bras 12. Le second capteur angulaire 14 est configuré pour mesurer le déplacement angulaire du second bras 12 par rapport à la position de repos, c’est-à-dire l’angle 02 que fait le second bras 12 par rapport à la position de repos. Ainsi, dans l’exemple de réalisation où les deux bras 11 , 12 sont alignés selon l’axe Y en position de repos, lorsque le second bras 12 est en position de repos, le second capteur angulaire est configuré pour mesurer un angle 02 nul et lorsque le second bras 12 est en position d’ouverture maximale, le second capteur angulaire est configuré pour mesurer un angle 02 de 90°.

Dans une deuxième configuration mécanique (non représentée sur les figures) des moyens de détection d’obstacles, les deux bras 11 , 12 sont mobiles en translation, dans un plan autre que le plan longitudinal médian du couloir de passage. De manière non limitative, les deux bras 11 , 12 sont aptes à coulisser linéairement selon une direction de déplacement non alignée avec la direction d’avancement. Préférentiellement, les deux bras 11 , 12 sont montés mobiles en translation selon l’axe Y par rapport au support de liaison 70. Chaque bras se déplace dans une autre direction que la direction d’avancement du robot 100. Préférentiellement, cette direction est normale à la direction d’avancement. Chaque bras peut évoluer respectivement entre la position de repos et une position d’ouverture dite maximale, dans laquelle le bras est décalé transversalement vers l’extérieur du robot 100.

De préférence, les deux bras 11 , 12 sont identiques, en forme et en longueur.

Dans un exemple de réalisation, en position de repos, les deux bras 11 , 12 sont disposés dans un même plan YZ. Les bras sont dimensionnés selon l’axe Y en position de repos, de sorte que les deuxièmes extrémités de chaque bras sont en vis-à-vis. Les deuxièmes extrémités de chaque bras sont situées à proximité l’une de l’autre. Dans un exemple de réalisation, les deuxièmes extrémités des deux bras 11 , 12 des moyens de détection d’obstacles 10 sont espacées de quelques millimètres, de préférence inférieur à 5 mm, en position de repos.

Dans une forme de réalisation des bras, chaque bras se présente par exemple sous la forme d’une barre longitudinale. La barre longitudinale présente une longueur L selon l’axe X du robot 100, une hauteur H selon l’axe Z du robot 100 et une épaisseur e selon l’axe Y du robot 100.

Dans cette deuxième configuration mécanique des moyens de détection d’obstacles, les deux capteurs de position sont des capteurs de déplacement linéaire. De préférence, le premier capteur de déplacement linéaire est disposé au niveau de la première extrémité du premier bras. Le premier capteur de déplacement linéaire est configuré pour mesurer le déplacement linéaire du premier bras 11 par rapport à la position de repos c’est-à-dire la mesure de l’angle CM que fait le premier bras 11 par rapport la position de repos. Ainsi, dans un exemple préféré de réalisation dans lequel les deux bras 11 , 12 sont alignés selon l’axe Y en position de repos, de manière non limitative, lorsque le premier bras 11 est en position de repos, le premier capteur angulaire est configuré pour mesurer un déplacement di nul et lorsque le premier bras est en position d’ouverture intermédiaire, le premier capteur de déplacement linéaire est configuré pour mesurer un déplacement di positif. De manière similaire, le second capteur de déplacement linéaire est disposé au niveau de la première extrémité 121 du second bras 12. Le second capteur de déplacement linéaire est configuré pour mesurer le déplacement d2 du second bras 12 selon l’axe Y. Ainsi, par exemple, lorsque le second bras 12 est en position de repos, le second capteur de déplacement linéaire est configuré pour mesurer un déplacement d2 nul et lorsque le second bras 12 est dans une position d’ouverture intermédiaire, le second capteur de déplacement linéaire est configuré pour mesurer un déplacement d2 positif.

Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, quelle que soit la configuration mécanique des moyens de détection d’obstacles, lesdits moyens de détection d’obstacles comportent une unité de validation configurée pour valider le positionnement correct des deux bras 11 , 12, lorsque lesdits deux bras sont en position de repos. Une telle unité de validation permet avantageusement de s’assurer qu’un des deux bras 11 ou 12 ou les deux bras 11 , 12 ne sont pas déformés.

Dans un exemple préféré de réalisation dans lequel les deux bras 11 , 12 sont alignés selon l’axe Y en position de repos, illustré notamment sur la figure 2 pour la première configuration mécanique des moyens de détection d’obstacles, cette unité de validation est composée de deux capteurs de proximité. Plus précisément, un premier capteur de proximité 15 est positionné au niveau de la deuxième extrémité 112 du premier bras 11 et orienté vers la deuxième extrémité 122 du second bras 12. Un second capteur 16 est positionné au niveau de la deuxième extrémité 122 du second bras 12 et orienté vers la deuxième extrémité 112 du premier bras 11 . Dans cet exemple préféré de réalisation, le fait que les deux bras 11 , 12 sont positionnés de sorte que, en position de repos, les parties à hauteur réduite de chaque bras se superposent l’une sur l’autre, permet de garantir de manière plus précise que les deux bras sont bien positionnés l’un par rapport à l’autre et qu’il n’y a aucune déformation d’un ou des deux bras, ou qu’un des deux bras s’est cassé. Dans un exemple préféré de réalisation, les premier et second capteurs 15 et 16 de proximité sont des capteurs de proximité inductif. Dans un tel exemple, il est préférable que les deux bras 11 , 12 soient réalisés dans un matériau autre qu’un matériau métallique.

Le premier capteur de proximité, inductif, est associé à un élément additionnel, électriquement conducteur, fixé sur le second bras 12. En l’absence de déformation d’un ou des deux bras 11 , 12, le premier capteur de proximité 15 et l’élément additionnel 17 associé sont disposés en vis-à-vis, lorsque les deux bras 11 , 12 sont en position de repos.

De manière similaire, le second capteur de proximité 16, inductif, est associé à un élément additionnel 18, électriquement conducteur, fixé sur le premier bras 11. En l’absence de déformation d’un ou des deux bras 11 , 12, le second capteur de proximité et l’élément additionnel associé sont disposés en vis-à-vis, lorsque les deux bras 11 , 12 sont en position de repos.

L’unité de validation, en d’autres termes les premier et second capteurs de proximité 15, 16, est préférentiellement connectée à l’unité de commande 50.

Les données transmises par les premier et second capteurs de proximité 15 et 16 peuvent être transmises par tout moyen connu de transmission de signal, qu’il soit filaire ou non.

Dans le cas d’une transmission filaire par câbles, et lorsque les premier et second bras 11 et 12 sont réalisés à partir de profilés creux, lesdits câbles sont avantageusement passés à l’intérieur desdits profilés creux.

L’unité de commande 50 est configurée pour vérifier que, lorsque les données mesurées par les premier et second capteurs de position 13, 14 sont simultanément nulles, et donc représentatives du positionnement des deux bras 11 , 12 en position de repos, les données mesurées par les premier et second capteurs de proximité 15 et 16 sont bien représentatives du positionnement en vis-à-vis des deuxièmes extrémités des deux bras 11 , 12.

Dans un mode de réalisation (non représenté sur les figures), quelle que soit la configuration mécanique des moyens de détection d’obstacles, lesdits moyens de détection d’obstacles comportent un système de rappel des deux bras 11 , 12 vers la position de repos. Ce système de rappel peut être actif ou passif.

Dans un exemple préféré de réalisation, le système de rappel comporte un organe de rappel par bras. En d’autres termes, le système de rappel comporte un premier organe de rappel pour le premier bras et un second organe de rappel pour le second bras.

Chaque organe de rappel est configuré pour générer une force de rappel du bras associé. Chaque organe de rappel est configuré pour ramener le bras associé vers la position de repos lorsque l’effort qui déplaçait ledit bras vers une position intermédiaire est supprimé.

Dans une forme de réalisation, chaque organe de rappel est un ressort de rappel. Par exemple, il s’agit d’un ressort de traction. Dans un autre mode de réalisation, il s’agit d’un ressort de compression.

Dans un exemple amélioré de réalisation, le premier capteur de position 13 peut être remplacé par deux premiers capteurs de position redondants, agencés pour mesurer la même valeur, et permettant ainsi d’améliorer la sûreté de fonctionnement du robot 100 en cas de défaillance d’un des deux capteurs de position. De manière similaire, le second capteur de position 14 peut être remplacé par deux seconds capteurs de position redondants agencés pour mesurer la même valeur.

Comme décrit précédemment, le dispositif de caractérisation d’obstacles comporte une unité de traitement configurée notamment pour traiter les données relevées par les moyens de détection d’obstacles 10 et déterminer au moins une caractéristique de l’obstacle détecté.

L’unité de traitement 20 peut déterminer par exemple une position de l’obstacle détecté par rapport au référentiel du robot 100 et/ou une dimension apparente de l’obstacle détecté. Par dimension apparente de l’obstacle détecté, on entend, pour la version mécanique des moyens de détection d’obstacles, l’espacement des deux deuxièmes extrémités des deux bras 11 , 12 lors du passage d’un obstacle.

L’unité de traitement 20 peut également déterminer, pour la première configuration mécanique des moyens de détection d’obstacles, la somme des angles des deux bras 11 , 12, ou, pour la deuxième configuration mécanique des moyens de détection d’obstacles, la somme des déplacements des deux bras 11 , 12.

L’unité de traitement 20 peut être configurée pour vérifier si la au moins une caractéristique satisfait à un critère prédéfini. Dans ce cas, l’unité de commande 50 peut être configurée pour générer une commande d’arrêt au robot 100 lorsqu’au moins une caractéristique de l’obstacle détecté ne satisfait pas au critère prédéfini. Le robot 100 a été décrit dans une version préférée dans laquelle les moyens de détection d’obstacles sont des moyens de détection mécaniques. Il est également possible d’envisager, sans sortir du cadre de l’invention, de réaliser un robot 100 dans lequel les moyens de détection d’obstacles sont des moyens de détection optiques.

Dans un exemple de réalisation des moyens de détection optiques, lesdits moyens de détection optiques comprennent deux ensembles optiques comportant chacun un émetteur laser et un récepteur laser. L’émetteur laser d’un premier ensemble optique est disposé au niveau du premier côté latéral du châssis enjambeur et est orienté vers le second coté latéral. Le récepteur laser du premier ensemble optique est positionné au niveau du second coté latéral du châssis enjambeur 30, en vis-à- vis de l’émetteur laser, de sorte à détecter un faisceau lumineux émis par l’émetteur laser associé lorsqu’aucun obstacle ne coupe le faisceau lumineux. L’émetteur laser d’un second ensemble optique est disposé au niveau du second côté latéral du châssis enjambeur, à proximité du récepteur laser du premier ensemble optique, et orienté vers le premier coté latéral. Le récepteur laser du second ensemble optique est positionné au niveau du premier coté latéral du châssis enjambeur, à proximité de l’émetteur laser du premier ensemble optique, de sorte à détecter un faisceau lumineux émis par l’émetteur laser associé du second ensemble, lorsqu’aucun obstacle ne coupe ledit faisceau lumineux.

Dans cette version optique des moyens de détection d’obstacles 10, l’unité de traitement 20 associée est configurée pour déterminer au moins une caractéristique de l’obstacle détecté telle qu’une dimension apparente de l’obstacle détecté et/ou une position de l’obstacle détecté par rapport au référentiel du robot 100. La détermination de ces caractéristiques est à la portée de l’homme du métier et ne sera pas décrit explicitement.

Un exemple de procédé de mise en sécurité du robot 100 est à présent décrit. Ledit procédé de mise en sécurité est préférentiellement réalisé pour le robot 100 préalablement décrit, dans au moins l’un de ses modes de réalisation, quelle que soit la version (optique ou mécanique) des moyens de détection d’obstacles et quelle que soit la configuration de la version mécanique des moyens de détection d’obstacles. Dans notre exemple d’application non limitatif, le robot 100 est préférentiellement en fonctionnement et évolue selon une trajectoire programmée. Le procédé de mise en sécurité est décrit, de manière non limitative, dans le cas où les moyens de détection d’obstacles sont mécaniques. Le procédé de mise en sécurité du robot 100 a pour but de permettre audit robot 100 d’évoluer en sécurité dans son environnement, en caractérisant les éléments de son environnement pouvant constituer un obstacle gênant pour le bon fonctionnement du robot 100. Le procédé de mise en sécurité du robot permet avantageusement de provoquer l’arrêt du robot 100 si un élément dans sa trajectoire constitue effectivement un obstacle gênant.

Une première étape du procédé de mise en sécurité du robot 100 consiste en l’obtention des données relevées par les moyens de détection d’obstacles 10.

Dans un exemple de mise en oeuvre, lesdites données relevées sont les données mesurées par le premier capteur de position et celles mesurées par le second capteur de position.

Les données sont préférentiellement obtenues simultanément par le premier capteur de position et le second capteur de position.

Les moyens de détection d’obstacles 10 transmettent ensuite les données à l’unité de traitement 20. La transmission peut être effectuée via tout type de liaison, filaire ou non.

Dans un exemple de mise en oeuvre, la transmission est effectuée par une liaison filaire, via les câbles disposés dans les profilés creux du support de liaison 70.

Les données peuvent être enregistrées et stockées dans un espace mémoire alloué dans l’unité de traitement 20.

Dans une deuxième étape, l’unité de traitement 20 traite les données reçues et détermine au moins l’une des caractéristiques de l’obstacle détecté.

Pour rappel, une caractéristique de l’obstacle détecté peut être une position de l’obstacle détecté par rapport au référentiel robot, ou une dimension apparente de l’obstacle détecté.

Lorsque le robot est réalisé avec la première configuration mécanique des moyens de détection d’obstacles, une caractéristique de l’obstacle détecté peut être la somme des angles des deux bras 11 , 12. Lorsque le robot est réalisé avec la deuxième configuration mécanique des moyens de détection d’obstacles, une caractéristique de l’obstacle détecté peut être la somme des déplacements des deux bras 11 , 12. Dans un mode de mise en œuvre, lorsque la au moins une caractéristique est la dimension apparente de l’obstacle détecté ou la position de l’obstacle, l’unité de traitement détermine la dimension de l’obstacle ou la position de l’obstacle à partir de calculs trigonométriques. De tels calculs trigonométriques sont à la portée de l’homme du métier et ne seront pas décrits explicitement.

Dans une troisième étape, l’unité de traitement 20 vérifie si la au moins une caractéristique de l’obstacle détecté satisfait à un critère prédéfini.

Dans un mode de mise en œuvre, ce critère prédéfini est choisi préalablement par un opérateur du robot 100. L’opérateur l’intègre ensuite dans l’unité de commande 50. Le critère prédéfini dépend de la caractéristique de l’obstacle détecté.

Dans un exemple de mise en œuvre, lorsque la caractéristique de l’obstacle détecté est une position de l’obstacle détecté, le critère prédéfini est satisfait lorsque la position calculée n’excède pas une valeur prédéfinie. Cette valeur prédéfinie peut correspondre par exemple à un positionnement maximal autorisé pour l’obstacle. Préférentiellement, la valeur prédéfinie serait un décalage latéral maximal d’un cep de vigne par rapport à un alignement moyen d’une rangée de ceps de vigne. L’unité de traitement compare ainsi la position calculée avec la valeur prédéfinie.

Dans un autre exemple de mise en œuvre, lorsque la caractéristique de l’obstacle détecté est une dimension apparente de l’obstacle détecté, le critère prédéfini est satisfait lorsque la dimension apparente calculée n’excède pas une valeur prédéfinie. Cette valeur prédéfinie correspond préférentiellement à une dimension apparente maximale autorisée pour l’obstacle. Ainsi, dans un cas préféré, la valeur prédéfinie serait un diamètre maximal d’un cep de vigne. Dès lors, le procédé permet de distinguer, dans ce cas d’application préféré mais de manière non limitative, un cep de vigne à traiter d’un obstacle dont la dimension apparente serait plus élevée que le diamètre du cep de vigne. L’unité de traitement compare ainsi la dimension calculée avec la valeur prédéfinie.

Dans un autre exemple de mise en œuvre, lorsque la caractéristique de l’obstacle détecté est la somme des angles des deux bras 11 , 12 ou une somme des déplacements des deux bras 11 , 12, le critère prédéfini est satisfait lorsque la somme des angles (ou déplacements) des deux bras 11 , 12 calculée n’excède pas une valeur prédéfinie. Cette valeur prédéfinie correspond à la somme des angles que prendraient les deux bras 11 , 12 pour un obstacle de diamètre maximal autorisé, lorsque ledit obstacle heurte et déplace les deux bras 11 , 12. Dans un exemple de mise en oeuvre, le diamètre maximal autorisé correspond à celui d’un cep de vigne de la parcelle de vigne traitée. L’unité de traitement 20 compare ainsi la somme calculée avec la valeur prédéfinie.

Dans une quatrième étape, l’unité de traitement 20 transmet à l’unité de commande 50 du robot 100 une instruction d’arrêt du robot 100 lorsque la au moins une caractéristique ne satisfait pas le critère prédéfini.

Dans un exemple de mise en oeuvre, l’instruction d’arrêt est transmise au moteur du robot 100 qui se coupe.

Cette transmission peut être effectuée via tout type de liaison, filaire ou non. Un message peut également être envoyé à l’opérateur.

A titre d’exemple, dans un mode de réalisation préféré de la deuxième version des moyens de détection d’obstacles 10, lorsque la somme des angles des deux bras 11 , 12 dépasse la somme maximale des angles des deux bras 11 , 12 autorisée, l’unité de traitement 20 transmet à l’unité de commande 50 du robot 100 une instruction d’arrêt du robot 100. Dans le cas préféré, la somme maximale correspond à un écartement maximal des deux bras 11 , 12 correspondant au diamètre maximal d’un pied de vigne. Ainsi, lorsque les moyens de détection d’obstacles 10 rencontrent un obstacle dont la dimension apparente est supérieure au diamètre maximal d’un pied de vigne, l’unité de traitement 20 transmet, à l’unité de commande 50 du robot 100, une instruction d’arrêt du robot 100. Cette opération permet avantageusement de provoquer l’arrêt de manière autonome du robot 100 seulement lorsque les moyens de détection d’obstacles 10 rencontrent un obstacle non souhaité, c’est-à-dire de dimension apparente supérieure au diamètre d’un pied de vigne.

Les moyens de détection d’obstacles 10 caractérisent de manière plus précise les obstacles rencontrés lorsqu’ils engendrent le mouvement simultané des deux bras 11 ,12 plutôt que d’un seul bras 11 ou 12. En effet, un même mouvement d’un bras 11 ou 12 peut être engendré par un obstacle, d’une largeur apparente a, positionné à une distance b du plan longitudinal du couloir de passage, ou encore par un obstacle, présentant une largeur apparente (a+b/2), positionné à une distance b/2 du plan longitudinal du couloir de passage.

Ainsi, un pied de vigne positionné à une certaine distance du plan longitudinal du couloir de passage de telle sorte de n’être détecté que par un seul bras pourrait être considéré comme un faux-positif, autrement dit, considéré comme un obstacle dont la dimension apparente serait supérieure au seuil de détection alors que ladite dimension apparente serait artificiellement augmentée du fait de la distance de l’obstacle par rapport au plan longitudinal du couloir de passage.

La configuration des moyens de détection d’obstacles présentée en Figures 1 et 2 présentant deux bras montés mobiles avec la forme permettant auxdits deux bras 11 ,12 de se superposer l’un sur l’autre au niveau de leur parties à hauteur réduite permet ainsi de réduire la détection des faux-positifs. Elle offre donc une caractérisation plus précise des obstacles distants du plan longitudinal du couloir de passage.

Les première, deuxième et troisième étapes sont répétées séquentiellement, de manière itérative, tant que le robot 100 ne reçoit pas d’instruction d’arrêt.

Les premier et second capteurs de position des moyens de détection d’obstacle 10 peuvent effectuer des mesures en continu, dès lors que le robot 100 est en marche et avance. Alternativement, les premier et second capteurs de position effectuent des mesures en continu, uniquement lorsqu’un outil agricole 80 est présent sur le robot 100.

Les données relevées par les premier et second capteurs de position sont préférentiellement effectuées à des intervalles de temps réguliers suffisamment courts pour détecter rapidement la variation des angles CM, 02 OU la variation des déplacements d-i, d2, selon la configuration mécanique des moyens de détection d’obstacles 10. Par exemple, les données sont relevées, par chaque capteur de position, à des intervalles de temps de l'ordre de quelques dixièmes de secondes. Ainsi, tant qu’aucun obstacle ne percute l’un des deux bras 11 , 12, le robot 100 continue d’avancer. Dès qu’un obstacle percute un des deux bras 11 , 12 :

- si la caractéristique de l’obstacle choisie et déterminée satisfait le critère prédéfini associé, le robot 100 continue d’avancer, - si la caractéristique de l’obstacle choisie et déterminée ne satisfait pas le critère prédéfini associé, le robot 100 est arrêté.

Ainsi, le procédé permet une distinction entre l’objet à traiter, dans l’exemple le cep de vigne, et les autres éléments de l’environnement pouvant constituer un obstacle se situant dans la trajectoire du robot 100 et pouvant impacter le bon fonctionnement du robot 100. Le procédé, associé au dispositif de caractérisation d’obstacles, améliore l’autonomie du robot 100 et permet de limiter l’intervention d’un opérateur pendant l’opération d’entretien de la vigne.

Lorsque le robot 100 est arrêté, suite à la détection d’un obstacle, un message d’information peut être transmis par l’unité de commande 50 à un opérateur afin de l’avertir. Une fois l’obstacle retiré par l’opérateur, le robot 100 peut redémarrer, ainsi que le procédé.

Dans un mode de mise en oeuvre particulier, lorsque les moyens de détection d’obstacles 10 comportent comporte une unité de validation, le procédé comporte :

- une étape de mesure, par le premier capteur de proximité 15, d’une valeur représentative du positionnement du premier bras 11 par rapport au second bras 12,

- une étape de mesure, par le second capteur de proximité 16, d’une valeur représentative du positionnement du second bras 12 par rapport au premier bras 11 ,

- une étape de validation du positionnement correct des deux bras 11 , 12 en position de repos.

Lesdites étapes de mesure et de validation sont répétées séquentiellement, de manière itérative, tant que le robot 100 ne reçoit pas d’instruction d’arrêt.

Les premier et second capteurs de proximité 15 et 16 peuvent effectuer leurs mesures en continu, dès lors que le robot 100 est en marche et avance. Alternativement, les premier et second capteurs de proximité 15 et 16 effectuent des mesures en continu, uniquement lorsque les valeurs mesurées par les premier et second capteurs de position sont simultanément nulles.

Les mesures effectuées par les premier et second capteurs de proximité sont préférentiellement effectuées aux mêmes intervalles de temps réguliers que pour les premier et second capteurs de position. L’étape de validation consiste à vérifier que, lorsque les valeurs mesurées par les premier et second capteurs de position 13, 14 sont simultanément nulles, les valeurs mesurées par les premier et second capteurs de proximité 15 et 16 sont bien représentatives du positionnement au repos des deux bras 11 , 12.

Le robot 100 est alors également arrêté lorsque la vérification montre une incohérence entre les valeurs mesurées des premier et second capteurs de position et les valeurs mesurées des premier et second capteurs de proximité 15,16.

Dans un exemple de mise en oeuvre, une instruction d’arrêt du robot 20 est générée par les moyens de commande 50. Un message d’information peut être transmis à l’opérateur.

Dans ce mode particulier de mise en oeuvre, le procédé permet d’alerter l’opérateur sur un éventuel défaut de fonctionnement du dispositif, tel que par exemple un désalignement d’au moins un des deux capteurs de position, ou une déformation d’au moins un des deux bras 11 , 12.

Dans un mode de mise en oeuvre particulier, le procédé de mise en sécurité peut comporter une étape préalable de réalisation d’une cartographie géoréférencée d’une parcelle de culture avec une localisation des obstacles acceptables.

Dans un exemple de mise en oeuvre de cette étape préalable, ladite étape préalable est réalisée lors d’une cartographie géoréférencée en vue de réaliser le guidage autonome du robot 100 dans ladite parcelle de culture.

Outre les coordonnées spatiales des ceps de vigne, les coordonnées spatiales des obstacles autres que les ceps de vigne, mais qui sont considérés comme non gênants pour le fonctionnement du robot, sont enregistrées et stockées dans l’espace mémoire de l’unité de commande 50. Ces coordonnées spatiales sont par exemple stockées sous la forme d’une liste, dite liste d’exception.

Dans ce mode de mise en oeuvre particulier, l’arrêt du robot 100 est alors conditionné à la vérification supplémentaire que l’obstacle détecté ne fait pas partie des obstacles acceptables.

En d’autres termes, lorsque la au moins une caractéristique de l’obstacle détecté ne satisfait pas au critère prédéfini, les coordonnées spatiales de l’obstacle sont comparées avec les coordonnées spatiales des obstacles acceptables de la liste d’exception. Les coordonnées spatiales de l’obstacle sont par exemple obtenues à partir du système de localisation du robot 100 et sont transmises à l’unité de commande 50 qui les compare avec les coordonnées spatiales des obstacles acceptables de la liste d’exception.

Si l’obstacle détecté fait partie de la liste d’exception, le robot 100 continue d’avancer.

Si l’obstacle ne fait pas partie de la liste d’exception, le robot 100 est arrêté.

Ainsi, un tel procédé, associé au dispositif de caractérisation d’obstacles, améliore considérablement l’autonomie du robot 100 en limitant l’intervention d’un opérateur pendant l’opération d’entretien de la vigne.

Ce procédé permet avantageusement de limiter les faux positifs, c’est-à-dire les arrêts du robot 100 qui ne seraient pas dus à un obstacle gênant situé dans la trajectoire dudit robot.

Le robot 100, associé au dispositif de caractérisation d’obstacles, peut également avantageusement être utilisé pour réaliser une cartographie d’une parcelle de culture. Le robot comporte avantageusement un système de localisation.

Le procédé de réalisation d’une cartographie d’une parcelle de culture au moyen du robot 100 comporte, lorsqu’un obstacle est détecté par les moyens de détection d’obstacles 10, les étapes suivantes.

Une première étape consiste en l’obtention des données relevées par lesdits moyens de détection d’obstacles.

Dans un exemple de mise en oeuvre, lesdites données relevées sont les données mesurées par le premier capteur de position et celles mesurées par le second capteur de position.

Les données sont préférentiellement obtenues simultanément par le premier capteur de position et le second capteur de position.

Les moyens de détection d’obstacles 10 transmettent ensuite les données à l’unité de traitement 20. La transmission peut être effectuée via tout type de liaison, filaire ou non.

L’unité de traitement peut transmettre les données à l’unité de commande 50.

Dans une deuxième étape, un relevé de la localisation du robot 100 est effectué par le système de navigation. Le relevé de localisation du robot est préférentiellement réalisé simultanément à l’obtention des données par les moyens de détection d’obstacles.

Le système de navigation transmet ensuite le relevé de localisation du robot à l’unité de commande 50.

Dans une troisième étape, les données relevées par les moyens de détection d’obstacles et le relevé de la localisation du robot sont enregistrées sous forme de doublet.

Le doublet est préférentiellement enregistré dans l’unité de commande 50.

Le doublet peut également être stocké dans un espace mémoire allouée dans l’unité de commande 50.

Ledit doublet peut également être transmis par la suite à un système externe au robot 100 afin d’être traité ultérieurement.

Dans un mode de mise en oeuvre particulier du procédé de réalisation d’une cartographie d’une parcelle de culture, suite à l’étape d’obtention des données relevées par les moyens de détection d’obstacles 10, l’unité de traitement peut traiter les données et déterminer au moins une caractéristique de l’obstacle détecté. L’unité de traitement 20 transmet ladite au moins une caractéristique de l’obstacle détecté à l’unité de commande 50. L’unité de commande 50 enregistre alors un doublet « la au moins une caractéristique de l’obstacle détecté - localisation du robot 100 ». Ledit doublet peut être transmis par la suite à un système externe au robot 100 afin d’être traité ultérieurement. Dans un mode de mise en oeuvre préféré, dans le contexte d’une culture de vignes, l’ensemble desdits doublets permet de mettre en évidence les pieds de vignes et leurs localisations respectives et peuvent constituer une cartographie préalable sans nécessiter de traitement complémentaire avec un système externe. De plus, les coordonnées spatiales des obstacles autres que les ceps de vigne, mais qui sont considérés comme non gênants pour le fonctionnement du robot, sont enregistrées et stockées dans l’espace mémoire de l’unité de commande 50.

Dans un mode de mise en oeuvre particulier du procédé de réalisation d’une cartographie d’une parcelle de culture, et lorsque les moyens de détection d’obstacles du robot 100 comprennent une unité de validation, le procédé comporte : - une étape de mesure, par les premier et second capteurs de proximité 15, 16, d’une valeur représentative du positionnement du premier bras 11 par rapport au second bras 12,

- une étape de validation du positionnement correct des deux bras 11 , 12 en position de repos.

Les premier et second capteurs de proximité 15 et 16 peuvent effectuer leurs mesures en continu, dès lors que le robot 100 est en marche et avance. Alternativement, les premier et second capteurs de proximité 15 et 16 effectuent des mesures en continu, uniquement lorsque les valeurs mesurées par les premier et second capteurs de position sont simultanément nulles.

Les mesures effectuées par les premier et second capteurs de proximité sont préférentiellement effectuées aux mêmes intervalles de temps réguliers que pour les premier et second capteurs de position.

L’étape de validation consiste à vérifier que, lorsque les valeurs mesurées par les premier et second capteurs de position 13, 14 sont simultanément nulles, les valeurs mesurées par les premier et second capteurs de proximité 15 et 16 sont bien représentatives du positionnement au repos des deux bras 11 , 12.

Une instruction d’arrêt du robot 100 peut être transmise lorsque la vérification montre une incohérence entre les valeurs mesurées des premier et second capteurs de position et les valeurs mesurées des premier et second capteurs de proximité 15,16.

Dans un exemple de mise en oeuvre, une instruction d’arrêt du robot 20 est générée par les moyens de commande 50. Un message d’information peut être transmis à l’opérateur. Ce procédé permet d’alerter l’opérateur sur un éventuel défaut de fonctionnement du dispositif, ce qui peut fausser la cartographie en cours de réalisation.

Il ressort clairement de la présente description que certains composants du robot 100, du procédé de mise en sécurité, et du procédé de réalisation d’une cartographie peuvent être modifiés et que certains ajustements peuvent être apportés, sans pour autant sortir du cadre de l’invention défini par les revendications. Il va de soi que la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits et que diverses modifications et variantes simples peuvent être envisagées par l'homme du métier sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications annexées.