Algorithmes de gestion pour un drone ultra-maniable en Open source par le MIT

Des algo­rithmes de nav­i­ga­tion pour drones ont été dévelop­pés par des étu­di­ants du Mass­a­chu­setts Insti­tute of Tech­nol­o­gy, plus par­ti­c­ulière­ment au  CSAIL (Com­put­er Sci­ence and Arti­fi­cial Intel­li­gence Lab­o­ra­to­ry). Ces cal­culs per­me­t­tent d’éviter les obsta­cles par exem­ple ou de rechercher quelque chose de par­ti­c­uli­er.

Ce logi­ciel peut être util­isé avec tout type de drone, véhicule autonome ou robot, en effet, il était  conçu à l’o­rig­ine pour le robot bipède Atlas qui s’est illus­tré lors de l’édition 2013 du Darpa Robot­ics Chal­lenge.

Pour effectuer ces cal­culs, il y a besoin de réalis­er des cal­culs en temps réel et de pou­voir  gér­er des vari­ables rel­a­tives au vol (vent, soleil, pluie,…).

La vidéo (plus bas) nous mon­tre un drone qui par­court un labyrinthe en 3D fait de cordes à un mètre par sec­onde.

MIT-Quadrotor-1_0

La détec­tion est effec­tuée par le drone au moyen de :

  • cap­teurs optiques de mou­ve­ment
  • une cen­trale iner­tielle.

L’algorithme découpe ain­si l’espace autour du drone en repérant les zones libres puis les relie pour définir sa tra­jec­toire. «Plutôt que de plan­i­fi­er des tra­jec­toires basées sur le nom­bre d’obstacles, il est beau­coup plus gérable de faire l’inverse : choisir les seg­ments d’espaces libres à tra­vers lesquels le drone peut nav­iguer», explique Benoit Landry l’un des étu­di­ants du CSAIL qui a tra­vail­lé sur ce pro­gramme.

Bon, c’est pas plus com­pliqué que ce qu’on fait en 3D sur nos machines, c’est com­pa­ra­ble à un algo­rithme en A* (dit du plus court chemin) adap­té dans l’e­space.

Le drone util­isé est un mod­èle sim­ple com­mer­cial de 92 mil­limètres et 34 grammes, il peut donc facile­ment se fau­fil­er dans des décom­bres par exem­ple.

Les algo­rithmes sont disponibles en open source via github. Il y en a pour près d’1Go de code source com­pressé (ouch! Non je déconne, pensez à retir­er les Logs). C’est en python — j’adore vrai­ment ce lan­gage 😉 Cela utilise aus­si Mat­lab. Je n’ai pas encore eu le temps de met­tre le nez dedans, d’au­tant que c’est ori­en­té pour la plate­forme crazyflie: prob­a­ble­ment un fork mod­i­fié pour ce pro­jet. En même temps, c’est de l’Open Hard­ware — vous pou­vez l’assem­bler vous même. On peut même acheter les pièces et mon­ter le Kit soi-même, mais à l’heure où j’écris ces lignes, le site de vente du kit est en main­te­nance — Pour étudi­er cela, on peut se pass­er du hard­ware, mais c’est un peu dom­mage.

Anirud­ha Majum­dar a aus­si testé un algo­rithme (code source C++) avec un mod­èle réduit d’avion à hélice et en util­isant une base de don­nées qui con­tient des tra­jec­toires virtuelles prépro­gram­mées. Le logi­ciel choisit celle qui ne croise aucun obsta­cle. «Pen­dant qu’il vole, le drone par­court con­tin­uelle­ment la base de don­nées pour assem­bler les chemins qui, par cal­cul infor­ma­tique, garan­tis­sent d’éviter les obsta­cles .[…] mais est plus sen­si­ble aux rafales de vent», explique l’é­tu­di­ant impliqué dans le pro­jet arx­iv. L’idée n’est pas bête: on dis­pose de beau­coup de mémoire, pourquoi s’embêter à cal­culer une tra­jec­toire en temps réel…

MIT-Quadrotor-2

Ces logi­ciels et ces drones pour­raient être util­isés pour l’ex­plo­ration de tun­nels, grottes, spéléolo­gie, sec­ours, archéolo­gie, pour l’é­tude ani­mal­ière, les livraisons, et bien sur l’es­pi­onnage et plus si affinités.…

Le tra­vail de Landry a été par­tielle­ment financé par la Fon­da­tion Siebel Schol­ars, tan­dis que le tra­vail de Majum­dar a été soutenu par une sub­ven­tion de l’Of­fice of Naval Research.

Un autre pro­jet du MIT pro­pose un algo­rithme de vision stéréo­scopique qui per­met au drone de détecter et d’éviter les obsta­cles en volant à près de 50 km/h, mais il ne peut pas effectuer des manœu­vres aus­si com­plex­es.

sources: http://news.mit.edu/2016/csail-drones-do-donuts-figure-eights-around-obstacles-0119

Per­son­nelle­ment, dès que j’ai un peu de temps, je con­stru­it mon armée de drônes qui me suiv­ra comme Sala­man­dar dans Cobra… Non, je déconne… quoi que ?

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