jeudi 14 décembre 2017

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Les performances électroniques du drone de l’ENSMM - fondées sur le système Linux - récompensées lors d’un concours

Université de Franche-Comté

lundi 12 décembre 2005, sélectionné par Spyworld

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Pour recueillir le maximum d’innovations technologiques, la DGA se tourne naturellement vers... les étudiants. Écoles d’ingénieurs et universités se sont vues mises au défi de réaliser un drone miniature capable de survoler un territoire, puis d’y repérer des ennemis embusqués (chars d’assaut, fantassins...), enfin, de transmettre l’information. Il s’agit alors d’inventer un nouvel objet volant, les contraintes drastiques de taille et de poids rendant caduques les savoir-faire de l’aéromodélisme. Après une première sélection, dix-sept équipes, dont celle de l’ENSMM - École nationale supérieure de mécanique et des microtechniques - (cf. en direct n° 177, octobre 2003) ont été invitées à participer au concours qui a finalement eu lieu au mois de septembre 2005. • Le drone de l’ENSMM - baptisé µDrone - ne faisait pas partie des rares drones capables de voler. Il n’a cependant pas démérité en étant jugé le meilleur pour les innovations électroniques présentes. En effet, la solution choisie a été d’utiliser un processeur puissant mais compatible avec une application embarquée : consommant peu, mais fournissant suffisamment de mémoire pour les calculs de stabilisation en vol du drone et pour l’acquisition et le traitement des images. Le système d’exploitation uClinux a été préféré pour ses capacités à gérer les tâches du calculateur (réception des données GPS, prédiction du comportement en vol du drone, calcul des lois de commande, réception des ordres depuis la station au sol...) et la mémoire associée. Il est également capable de composer avec la complexité de la transmission haut débit des images et de la télémesure. Enfin, la disponibilité des librairies permet d’économiser du temps de développement. • L’architecture du drone est basée sur le concept du girodyne découplant sustentation et propulsion : seule cette configuration est capable de répondre à la fois aux exigences de vol stationnaire et de vitesse de translation élevée requises par le règlement du concours.

Cependant, une telle configuration est complexe à stabiliser : un effort particulier a porté sur la modélisation du comportement de l’engin volant et de la loi de commande associée. L’implémentation de cette loi de commande - associée à la gestion des capteurs et au calcul de trajectoire selon les contraintes des ordres de haut niveau fournis par l’opérateur inexpérimenté dans le domaine du pilotage - justifie la puissance de calcul sélectionnée. La détection d’obstacle s’obtient en fusionnant une mesure classique par sonar de temps de vol, pour la distance, avec une mesure de stéréoscopie acoustique, pour la mesure d’azimut. Cette détection à courte portée est complétée par de la stéréoscopie optique, moins précise mais permettant une prédiction de trajectoire à plus long terme. En effet, deux caméras fournissent des images qui sont intercorrélées sur le système embarqué avant transmission. • Durant trois ans consécutifs, ce projet a fait partie des projets de fin d’étude de l’ENSMM. Soixante étudiants ont collaboré à la réalisation du µDrone, avec le soutien des enseignants et du personnel technique.

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Le µDrone vu du dessus

contact

Pascal Paquier

École nationale supérieure de mécanique et des microtechniques

Tél. 03 81 40 27 17

Fax 03 81 80 98 70

pascal.paquier@ens2m.fr


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