Un drone avec un sens de l'orientation

Les drones commerciaux commencent à être utilisés pour des tâches telles que l'inspection des plates-formes pétrolières et des cultures. Mais ils nécessitent toujours un pilote humain hautement qualifié, et même ceux qui sont semi-autonomes utilisent généralement des cartes prédéfinies ou accèdent aux données via une liaison sans fil.

Ce quadrirotor ne heurtera pas ces tuyaux car il s'est construit une carte 3D de l'espace à l'aide de ses capteurs embarqués et de son ordinateur.

Des chercheurs de l'Ecole polytechnique fédérale de Zurich rendent les drones plus autonomes. Ils ont fait la démonstration d'un petit drone capable de créer sa propre carte 3D d'un environnement inconnu avec l'aide minimale d'un opérateur humain, puis de planifier ses propres itinéraires autour d'un espace et de ses obstacles de manière autonome.

C'est la première fois que nous pouvons montrer la cartographie complète, la relocalisation - trouver le drone sur la carte - et la planification à bord, explique le chercheur Michael Burri, qui a travaillé sur le projet. La combinaison de logiciels et de capteurs pourrait faciliter le déploiement de drones pour des tâches telles que l'inspection d'une plate-forme pétrolière, dit-il. Une entreprise devrait effectuer un vol manuel pour qu'un drone construise sa carte. Pour les inspections ultérieures, le drone pourrait faire le travail de manière autonome.

Le drone utilise sa carte 3D pour planifier l'itinéraire le plus efficace autour d'un espace.

L'équipe de Zurich a utilisé un petit quadrirotor qui pèse 1,6 kg, le Luciole AscTec , et l'a équipé d'une caméra stéréo et de capteurs qui signalent la vitesse, l'orientation et les forces gravitationnelles. Ils ont testé leur logiciel en volant à l'intérieur d'un ancien site industriel, un cadre difficile comprenant de grands conduits et d'autres équipements industriels.

Le drone a besoin d'une aide humaine pour démarrer dans un nouvel espace. Pendant qu'un opérateur l'aide à effectuer un vol exploratoire autour du nouvel environnement, le logiciel du drone construit une carte 3D en comparant les données de ses capteurs de mouvement et d'orientation avec les images de sa caméra.

Les images de profondeur de la caméra sont utilisées pour créer une carte 3D ; les endroits où le drone ne peut pas voler sont bloqués (voir vidéo). Une fois la carte terminée, le drone peut planifier l'itinéraire le plus direct possible vers n'importe quelle destination cible, en contournant tous les obstacles cartographiés.

Les techniques de cartographie et de détection individuelles ont déjà été démontrées, mais pas toutes ensemble sur un drone autonome, dit Wolfram Burgard , professeur à l'Université de Fribourg, Allemagne. Cela rapproche la technologie de l'application réelle dans les tâches d'inspection et de surveillance, dit-il. Un document sur le nouveau système a été présenté au Conférence internationale sur les robots et systèmes intelligents le mois dernier. Burgard était rédacteur en chef du comité de révision des articles.

Cependant, intégrer toutes ces capacités de cartographie dans un petit drone a un coût. Avec l'ordinateur et les capteurs, le drone utilisé dans les expériences ne pouvait rester en l'air que sept minutes, contre 15 minutes sans le poids supplémentaire. Burri dit que les améliorations apportées à la conception des drones signifient que ce n'est pas un problème important et que les nouveaux drones sur le marché pourraient gérer un temps de vol d'environ 20 minutes avec la même charge utile.

Lui et les autres chercheurs travaillent maintenant à donner à leur drone la capacité d'éviter les collisions avec des objets en mouvement qui n'apparaissent pas sur sa carte, par exemple des humains ou des équipements en mouvement.

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