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Sylvain Thorel a le plaisir de vous inviter à sa soutenance de thèse le mardi 14 novembre 2014 (détails ci-dessous).
Titre de la thèse

Conception et réalisation d’un drone hybride sol/air autonome

Soutenance prévue le mardi 14 novembre 2014 à 10h30
Lieu :   Mines ParisTech 60 boulevard Saint-Michel 75006 Paris salle L106

Composition du jury proposé 

Mme Isabelle FANTONI, Directeur de recherche CNRS, Heudiasyc UTC, Rapporteur
M. Pascal MORIN, Professeur, ISIR, UPMC, Rapporteur
M. Jean-Michel CORON, Professeur, Laboratoire Jacques-Louis, UPMC, Examinateur
M. Tarek HAMEL, Professeur, i3s, sophia antipolis, Examinateur
M. Phillipe MARTINET, Professeur, IRCCYN, école Centrale de Nantes, Examinateur
M. Bruno STEUX, Directeur R&D, Nexter Robotics, Examinateur
Mme Brigitte D’ANDREA-NOVEL, Professeur, CAOR, MINES ParisTech, Directeur de thèse

Résumé :

 Ce travail est dédié au contrôle non linéaire d’un drone de type quadricoptère dont la spécificité est de pouvoir voler aussi bien que se déplacer en glissant sur le sol, à la façon d’un aéroglisseur. Dans un contexte d’exploration autonome de bâtiment, ce concept hybride permet d’économiser les batteries lorsqu’il n’est pas nécessaire de voler puisque le drone profite des surfaces planes pour se déplacer sans avoir à compenser la gravité ; il peut ainsi prolonger l’autonomie au-delà de la vingtaine de minutes typique d’un quadricoptère classique. Contrairement aux véhicules terrestres à roues, les capacités de franchissement de notre drone sont fortement augmentées car son aptitude au vol l’autorise à éviter les obstacles, à changer d’étage ou passer par une fenêtre. L’étude menée ici concerne essentiellement le déplacement surfacique de ce drone hybride, et vise à concevoir et implémenter une loi de contrôle capable d’asservir ce système sur des trajectoires planes au sol. Ce drone terrestre est similaire à un système sous actionné de type glisseur ; le problème de la stabilisation en un point est donc distingué du suivi de trajectoire en raison de la condition de Brockett que ce système ne satisfait pas ; notre plateforme ne peut donc pas être stabilisée par des retours d’états continus. En s’appuyant sur la littérature, cette thèse propose différentes approches théoriques en temps variant, fonctions transverses, platitude ou encore par “Backstepping” pour répondre à ces problèmes. Après une phase d’identification du modèle dynamique employé, la partie expérimentale, exploitant un système de Motion Capture pour récupérer les informations de position et d’orientation du système, valide ces lois de contrôle et de commande pour le suivi d’une trajectoire circulaire simple.

Mots clés : Quadricoptère, aéroglisseur, systèmes sous actionnés, contrôle non linéaire, suivi de trajectoire, stabilisation en un point, exploration autonome de bâtiment.

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