Architecture décisionnelle multidrone développée dans le projet et intégrée dans chaque véhicule  (AAV = Autonomous Aerial Vehicle, AGV = Autonomous Ground Vehicle). © ONERA

06.11.2015 ONERA

La sixième et dernière démonstration de l'Étude amont Action* a mis en œuvre 12 drones aériens et terrestres dans un environnement rurbain. Objectif : valider une architecture logicielle distribuée « décisionnelle » pour la coopération de drones évoluant dans une mission commune.

La démonstration  a eu lieu les 19 et 20 octobre 2015 sur le village de combat du camp militaire de Caylus (82), en présence de la Direction générale de l'armement (DGA), ainsi que des personnels de l’ONERA et du CNRS/LAAS** acteurs de la démonstration.

L'objectif était de mettre en avant la capacité d’une architecture logicielle décisionnelle, embarquée sur une équipe hétérogène de douze véhicules autonomes, à réaliser en s’entraidant une mission « patrouille, localisation, suivi de cible » dans un environnement mixte urbain/campagne.

L'équipe de drones était constituée de deux drones aériens Vario Benzin/ReSSAC de l'ONERA, de trois robots terrestres du CNRS/LAAS, de trois robots terrestres Effibot de DGA Techniques terrestres mis en oeuvre par l'ONERA et de quatre véhicules simulés dont un drone aérien de type Ressac, un robot terrestre de type LAAS et deux robots terrestres de type Effibot.

Cette démonstration a été la plus complexe de la série des six expérimentations terrain du projet Action, qui se sont déroulées de 2012 à 2015 dans des contextes aéroterrestre ou aéromaritime. De nombreux aléas ont été introduits dans cette dernière mission, comme des pannes de véhicules, des retards, des défauts de communication, l’apparition d’une deuxième cible…  Il s’agissait bien de valider l’architecture décisionnelle embarquée qui donne à l'équipe de drones son autonomie pour la réalisation de la mission.

Cette démonstration a été un succès, ainsi que le projet dans son ensemble, tous les scénarios joués ayant montré la capacité de l'équipe de drones à réaliser la patrouille de la zone, y compris en présence d'événements perturbateurs. La robustesse de l’architecture multidrone embarquée sur chaque véhicule a été démontrée.

Le mot de la cheffe de projet, Magali Barbier (ONERA)

"Ce projet qui a duré 9 années a permis de faire avancer l'état de la recherche sur la problématique de coopération de drones autonomes hétérogènes. Plus de 30 publications et 5 thèses sont actuellement disponibles sur le site du projet.

L'architecture décisionnelle générique conserve les capacités individuelles d'autonomie de chaque véhicule ; elle planifie et répare les plans en utilisant de l'expertise humaine ; elle prévoit des tâches de rendez-vous entre véhicules pour garantir la synchronisation des actions dans un environnement où les communications ne sont ni continues ni parfaites hormis en ces points ; elle est connectée à un haut niveau sémantique avec un opérateur mission lui permettant d'intervenir pour aider la mission.

Au cours de ces années, le projet a vu avancer les progrès sur les drones : sur les engins eux-mêmes, les batteries, les charges utiles, les processus embarqués, les interfaces logicielles, les moyens de communication, les interfaces homme-machine...

La recherche doit continuer dans les laboratoires sur la thématique de la coopération de drones autonomes. Le projet Action a posé des bases solides notamment sur les fonctions de planification et de supervision, mais de nombreux verrous technologiques doivent encore être étudiés ; on peut citer sans être exhaustif les stratégies de suivi coopératif, la localisation coopérative, la formalisation des communications (quelles informations à qui et quand), le suivi de situation global, une réflexion sur le rôle et la charge de travail des opérateurs mission...

Et si le choix dans le projet Action a été de distribuer totalement l'architecture décisionnelle sur les drones (drones au sens large, air-terre-mer), certaines fonctions peuvent se partager entre l'embarqué et le sol en fonction des contraintes de communication ; des stratégies de maintien de la communication par un réseau de drones sont aussi à l'étude."

Notes

*  Action – coopération de véhicules hétérogènes autonomes

L'objectif de l'étude amont Action est de développer et d'implémenter sur des véhicules hétérogènes autonomes une architecture logicielle multidrone permettant de les faire coopérer pour la réalisation de leur mission. Le projet est centré sur l'amélioration de la fonction localisation des cibles et des véhicules amis sous contraintes de communication. Les travaux de recherche poursuivis par l'équipe projet s'organisent autour du développement des briques de l'architecture décisionnelle multidrone pour la réalisation des fonctions de fusion de données et de décision (planification et supervision de la mission).

** LAAS : Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (CNRS)

En savoir plus

Qui dit autonomie dit capacité de décision, dans "Les pépites de l'ONERA"

Le jour où les drones travailleront ensemble (à propos du projet Action)

action.onera.fr, le site web du projet

21/07/2015 Sources : État-major des armées

Le 17 juillet 2015, le commandant supérieur des forces armées en Guyane (FAG), le général de division aérienne Adam, et le colonel Walter, chef de corps du 3e régiment étranger d’infanterie (3e REI), ont accueilli à la base aérienne 367 de Matoury-Cayenne les participants  au raid des 7 bornes, patrouille opérationnelle et scientifique sans précédent le long de la frontière franco-brésilienne.

C’est devant les partenaires de l’expédition, Arianespace, le Centre nationale des études spatiales (CNES), l’agence spatiale européenne (ESA), la société Cofely-Endel ou encore le Museum national d’Histoire naturelle que le détachement, composé de 16 légionnaires, de deux scientifiques et accompagné de deux journalistes, est arrivé avec 48 heures d’avance.

Durant 40 jours de marche aux confins de la forêt équatoriale guyanaise, le long de la frontière franco-brésilienne, le détachement a parcouru près de 400 kilomètres, dans des conditions très difficiles. Au cours de cette expédition qui avait démarré le 2 juin 2015, l’expertise des légionnaires du 3e REI a permis aux deux scientifiques présents, monsieur Le Tourneau, géographe, et un ethnobotaniste du centre national de la recherche scientifique (CNRS), de réaliser des prélèvements et de collecter des données cartographiques précieuses dans la poursuite de leurs travaux. En effet, cette mission répondait à trois objectifs : vérifier le tracé exact de la frontière, entretenir les bornes qui en symbolisent la délimitation, mais aussi contrôler et collecter du renseignement dans une zone particulièrement empruntée par les orpailleurs illégaux. En outre, la mission comportait également un objectif scientifique d’actualisation des connaissances sur cet espace isolé.

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Mars 03, 2015 electronique-eci.com

Des chercheurs en biorobotique de l'Institut des sciences du mouvement Etienne-Jules Marey (CNRS/Aix-Marseille Université) ont mis au point le premier robot aérien capable de suivre un terrain accidenté sans accéléromètre. Baptisé BeeRotor, il règle sa vitesse et sait éviter les obstacles grâce à des capteurs de flux optique inspirés de la vision des insectes. Il peut ainsi se déplacer dans un tunnel aux parois inégales et en mouvement, sans aucune mesure de vitesse ni d'altitude.

Tous les aéronefs, des drones à la fusée Ariane, sont actuellement équipés d'accéléromètres afin de connaître la direction de la gravité, et donc du centre de la Terre. Cela leur permet de mesurer leur degré de roulis et de tangage et, à partir de ces données, de stabiliser leur vol. Cet outil indispensable n'a pourtant pas son équivalent chez les insectes qui volent librement sans ces informations.

Les chercheurs Fabien Expert et Franck Ruffier se sont donc inspirés des insectes ailés pour créer BeeRotor, un robot volant captif à 3 degré de liberté (tangage, élévation, avance) capable, pour la première fois, d'ajuster sa vitesse et de suivre le terrain sans accéléromètre ni mesure de vitesse et d'altitude. Avec ses 80 grammes et ses 47 centimètres de long, il évite tout seul des obstacles verticaux dans un tunnel dont les parois sont en mouvement. Pour cela, les chercheurs ont mimé l'aptitude des insectes à se servir du défilement du paysage lors de leurs déplacements. On parle de flux optique, dont le principe s'observe facilement en voiture : sur l'autoroute le monde devant nous est assez stable, mais dès que l'on regarde sur les côtés, le paysage défile de plus en plus vite, jusqu'à atteindre un maximum à un angle de 90 degrés par rapport à la trajectoire du véhicule.

Pour mesurer le flux optique, BeeRotor est équipé de seulement 24 photodiodes (ou pixels) réparties sur le bas et sur le haut de son œil. Cela lui permet de détecter les contrastes de l'environnement et leurs mouvements. Comme chez l'insecte, la vitesse de passage d'un élément du décor d'un pixel à l'autre va livrer la vitesse angulaire de défilement. Lorsque le défilement augmente, c'est que la vitesse du robot augmente ou que la distance par rapport aux obstacles diminue.

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06.06.2012 - ONERA - Nanotechnologies

L’ONERA a impulsé la création du club Nanophotonique* de la Société Française d’Optique, consacrée à l’occasion du colloque OTAN « Plasmonique pour la détection et l’émission de lumière » qui s’est tenu à l’école Polytechnique le 18 mai 2012. Ce club vise à être, pour cette techno-science à la fois jeune et d'une grande maturité scientifique, un lieu d’échanges entre acteurs académiques, industriels et agences. L'objectif est de mutualiser les outils et les méthodes, de proposer des concepts innovants, de développer conjointement connaissance et savoir-faire pour des systèmes de très faible dimensionnalité.

Quelques applications de la nanophotonique en développement à l'ONERA avec le CNRS/LPN, partenaire clé sur cette thématique :
- "vitrail infrarouge", mosaïque de filtres nanostructurés
- "or noir", réseau de nano-antennes en or permettant d'absorber totalement la lumière dans une gamme de couleurs
- "entonnoir à photons", mécanisme permettant de focaliser la lumière dans des nano-résonateurs

*La nanophotonique, ou nano-optique, est l'étude de la lumière et de ses interactions avec la matière à des échelles nanométriques. Elle désigne aussi l’ensemble des nanotechnologies optroniques tirant parti des phénomènes propres à cette échelle. La nanophotonique présente un potentiel fort de rupture pour un certain nombre d’applications dont, par exemple, l'émission et la détection de photons et la connectique opto-électronique.