Par Ludovic Apvrille,Institut Mines-Télécom, Télécom ParisTech, LTCI CNRS

Par Ludovic Apvrille,Institut Mines-Télécom, Télécom ParisTech, LTCI CNRS

Les drones n’ont pas de pilote à bord, mais à distance !
Les drones civils ont probablement un rôle important à jouer dans notre société de l’information. Cependant, pour jouer ce rôle, il faut impérativement que leur usage soit simple. Actuellement, la plupart des drones doivent être pilotés à distance, ou bien leur trajet doit être pré-programmé (coordonnées GPS). Dans le premier cas, le pilote doit avoir les compétences pour assurer lui-même la mission, par exemple, prendre une photographie aérienne dans de bonnes conditions. Dans le deuxième cas, le signal GPS doit être disponible – ce qui rarement le cas dans des bâtiments par exemple -, et la mission ne peut pas facilement être adaptée en fonction des conditions rencontrées (panne matérielle ou obstacle imprévu par exemple). Le laboratoire LabSoC de Télécom ParisTech travaille ainsi depuis plusieurs années, en collaboration avec Eurecom, à rendre les drones civils plus autonomes.

 

Applications
Nous nous intéressons en particulier à l’usage des drones autonomes dans le contexte de l’aide au secours intervenants sur des catastrophes. Cela concerne :
• L’aide à la communication. Les drones peuvent par exemple étendre les capacités de communication car ils peuvent être déployés comme relai de radio mobile.
• La reconnaissance autonome de terrain, de débris, et les opérations de recherche. Les équipes de recherche et de sauvetage peuvent aisément transporter des drones et les déployer, par exemple pour explorer certaines zones d’inondation afin de trouver un chemin praticable pour rejoindre les sinistrés.
• La détection et la classification automatique des sinistrés. Un drone pourrait, par exemple, déterminer les sinistrés adultes ou enfants. Cette distinction est importante car le soutien que les équipes de secours doivent fournir diffère fortement. La surveillance et le suivi d’un groupe spécifique est aussi intéressant pour anticiper leur position attendue dans le temps.

 

Un peu de technique : l’autonomie
Les techniques de navigation autonome sur lesquelles nous travaillons varient selon l’environnement de l’engin. Par exemple, les principales difficultés de la navigation intérieure se situent dans des collisions potentielles avec les personnes, meubles, portes, débris, ainsi que l’espace limité pour évoluer.
L’intelligence embarquée dans le drone doit être capable de détecter automatiquement les obstacles dans la trajectoire. Nos techniques de navigation autonome reposent d’une part sur des manoeuvres de vol spéciales et sur la reconstitution de l’environnement 3D.
1. La reconstruction 3D dite « éparse » peut être utilisée en continu pendant le vol et permet d’obtenir les emplacements spatiaux de seulement quelques centaines de points par image (figure 1).
2. La reconstruction 3D dite « dense » peut fournir des emplacements spatiaux de la plupart des points d’une image, mais exige en retour d’interrompre le vol régulier pour créer virtuellement une caméra stéréo verticale grâce à un changement d’altitude (voir Figure 2).

 

Aller plus loin
N’hésitez pas à consulter nos vidéos sur http://drone4u.telecom-paristech.fr/.
Ces vidéos mettent en évidence la navigation autonome d’un drone dans un bâtiment, ainsi que le suivi de personnes.

 

Par Ludovic Apvrille,
Institut Mines-Télécom, Télécom ParisTech, LTCI CNRS

Travaux faits en collaboration avec Jean-Luc Dugelay (Eurecom) et Tullio Tanzi (Telecom ParisTech).