In this thesis, we examme the design, development and implementation of a modular system of multiple, wheeled mobile manipulators that can team up to cooperatively transport a large common object. Each individually autonomous mobile manipulator consists of a differentially driven wheeled mobile robot (WMR) with a passive, two-degree-of-freedom, planar revolute-jointed arm mounted in the plane parallel to the base ofthe WMR.

Mobile manipulator systems typically possess more degrees of freedom than required for the task and hence effective redundancy resolution methods become important for the control. Particular attention is paid for the development of kinematic control schemes, which take into account both the non-holonomic constraints ofthe base and the presence ofpassive joints in the manipulator system.

The composite multi-degree-of-freedom vehic1e, formed by placing a common object on the end-effector of two (or more) such mobile manipulator systems, possesses the ability to change its relative configuration as well as accommodate relative positioning errors of the mobile bases. However, c10sed kinematic loops are also formed constraining the relative motions ofthe overall system and requiring a careful treatment.

Two variants of the control schemes developed for mobile manipulators are adapted for the control of the overall collaborating system of two mobile manipulators carrying a common object along a desired trajectory. The performance of both methods - the Leader-Follower approach and the Decentralized Control approach - is evaluated using virtual prototypes, to test various design and control system alternatives in software, prior to actual implementation on the experimental test-bed. Particular attention is paid to evaluate the ability of the overall collaborating system to accommodate, detect and correct for systematic and non-systematic errors in the relative positioning of the mobile platforms.

Finally, we also examine the optimal selection of the configuration of the articulations to attain near-isotropic manipulability of the common object in the presence of closed kinematic loops and mixture of active and passive joints.

Dans cette thèse, nous examinons la conception, le développement et la mise en place d'un système modulaire de plusieurs manipulateurs mobiles muni de roues qui peuvent transporter en équipe un grand objet. Chaque manipulateur mobile autonome est composer d'un robot mobile (WMR) muni de roues différentiel piloté avec un bras passif, qui a deux-degré-de-liberté, un joint revolute planaire monté dans le plan parallèle à la base du WMR.

Typiquement, les systemes de manipulateurs mobiles possedent plus de degrés de liberté éxigé par la tâche et par conséquent les méthodes de résolution de redondance deviennent importantes pour le control. Une attention particulière est payee pour le développement des arrangements cinématiques de commande, qui tiennent compte des contraintes non-holonomie de la base et de la présence des joints passifs dans le système de manipulateur.

Le véhicule composé de multiple degré-de-liberté, obtenu en plaçant un objet commun sur l'organe terminal de deux (ou de plus) systèmes mobiles de manipulateur, possède la capacité de changer sa configuration relative et de prendre en compte les erreurs de positionnement relatives des bases mobiles. Cependant, des boucles cinématiques fermées sont également formées contraignant les mouvements relatifs du système global et exigeant un traitement speciale.

Deux variantes des arrangements de commande développés pour les manipulateurs mobiles sont adaptées pour le controle du système global de collaboration de deux manipulateurs mobiles portant un objet commun le long d'une trajectoire désirée. La performance des deux méthodes - l'approche de Maître-Esclave et l'approche de Controle Décentralisée - est évalué en utilisant les prototypes virtuels, pour tester de diverses solutions de rechange de conception et de système de commande dans le logiciel, avant la mise en place réelle sur le banc d'essai expérimental. Une attention particulière est prêtée pour évaluer la capacité du système global de collaboration a accomoder, détecter et corriger des erreurs systématiques et non-systématiques dans le positionnement relatif des plateformes mobiles.

En conclusion, nous examinons également la sélection optimale de la configuration des articulations pour atteindre le manipulability proche-isotrope de l'objet commun en présence des boucles cinématique fremés et du mélange des joints actifs et passifs.