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06.11.2015 - Robotique coopérative

Une équipe de douze drones et robots en mission autonome

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.

 
 
Le QG des acteurs de la démonstration © ONERA    Le drone aérien ONERA Vario/Ressac © ONERA
Rendez-vous planifié entre les robots
Mana (LAAS) et Effibot (DGA) 
© ONERA
Suivi de la cible par un Vario/Ressac 
(drone aérien ONERA)  
© ONERA


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.
 

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

 

Coopération multidrones pour des missions complexes civiles et militaires. © DGA

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)


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