Supervision et mise en oeuvre de flotilles de drones

TAMOS, pour TActical Multi-Objectives Swarming UAVs, est un projet de recherche financé sur 2 ans par la DGA (RAPID) et concernant la supervision et la mise en œuvre de flottilles de drones et ayant des applications civiles et militaires.

LE CONTEXTE MENANT AUX FLOTILLES DE DRONES

L’utilisation de drones aériens miniatures est un phénomène en croissance continue. En effet, après les grands drones réservés au domaine militaire puis ceux dévolus aux études scientifiques, les drones légers sont maintenant répandus pour des applications civiles grâce-à leur agilité et leur coût attractif. Des démonstrateurs sont notamment en train d’émerger dans les domaines de la défense et de sécurité.

Par ailleurs une coordination en flottilles de drones permettrait de démultiplier les gains apportés par les drones légers. Parmi ceux-ci, diminuer la taille des drones, répartir la charge utile, accélérer la réalisation d’une mission et offrir la possibilité de déployer un parc de drones suivant plusieurs missions en parallèle sont autant de bénéfices qui ouvrent la voie à de nouveaux usages.

Nous pouvons ainsi imaginer des flottilles de drones collaborer pour trouver rapidement des victimes lors de catastrophes naturelles. Des drones s’organiser seuls pour la surveillance de site. De nouvelles possibilités pour l’inspection de zones sensibles, ou encore pour délimiter un incendie et fournir des informations sur son évolution en temps réel… Les applications sont très nombreuses et concernent des domaines aussi divers que la logistique en entrepôt, l’agriculture, les transports ferroviaires, la défense et la sécurité.

Nos objectifs

L’autonomie décisionnelle d’un système complet composé d’une flotte de différents systèmes drones est l’élément central, permettant de répondre à une reconfiguration opérationnelle tactique sans nécessiter un opérateur dédié en permanence.

Dans ce contexte nos objectifs concernent trois axes :

Mettre en œuvre un essaim de drones afin de permettre la réalisation de plusieurs missions ou de missions plus étendues dans le temps et dans l’espace.
Adapter la configuration de la flotte disponible afin de s’adapter aux missions, hétérogènes et potentiellement multiples.
Rendre l’opérateur du système d’essaim de drones capable de déployer facilement une mission dans des conditions de sécurité active optimales à travers une interface Homme-Système simple et des fonctions d’autonomie de l’essaim adaptées à la mission.

L’organisation

Dans le cadre de ce projet, Squadrone-System et ses partenaires sont amenés à concevoir un système composé de 4 organes :

Un superviseur, s’occupera d’affecter les agents aux missions et de gérer le bon déroulement de celles-ci. Etant l’unique interface avec l’utilisateur, le
superviseur devra permettre une mise en œuvre simple et rapide et de fournir une vue globale du déroulement des missions et de l’état des flottes.
Chaque mission sera indépendamment contrôlée via un organe de gestion de missions afin de définir des objectifs aux flottilles, notamment en termes de planification des trajectoires, coordination des drones.

Ces deux premiers éléments seront intégrés sur une station de base qui sera matérialisée, en fonction de l’application par un ordinateur, une tablette ou une valise de contrôle (dans un cadre militaire par exemple).

Diverses stratégies de guidage en formation pourront être utilisées afin de contrôler unitairement chaque drone dans le cadre de la flotte avec des finalités tactiques militaires ou civiles, dépendant des contraintes en jeu.
Chaque agent intègrera une carte autopilote capable d’estimer l’état du drone à l’aide de capteurs et de réguler les consignes de commande transmises par l’organe de guidage. Les plateformes ciblées dans le cadre du projet seront de type multicoptère dont la masse est comprise entre 1 et 5kg. A terme, tout type de drone (multi-coptères, voilures fixes ou hybride v-tol) sera supporté par les travaux réalisés. Il sera même possible d’utiliser les résultats des travaux entrepris dans ce projet pour des robots terrestres ou maritimes, voire coordonner des robots de nature différentes (par exemple terrestre et aériens).