Planification de trajectoire en présence de courants : application aux missions de drones
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Abstract EN:
Recent advances made in the fiel of autonomous vehicles suggest that, in a near future, Unmanned Air Vehicles (UAVs) will be more and more deployed in order to achieve various missions (such as surveillance, intelligence or search and rescue). Moreover, since UAVs may be slow, the impact of current is significant and cannot be neglected. That is why we introduce in the proposed thesis two new trajectory planning algorithms in presence of currents, which are extensions of wavefront expansion techniques. The first one, called sliding wavefront expansion, allows to handle strong currents, i. E. Currents which are faster than the UAV. We show that this approach is much more reliable than the existing one, which can return, in this particular context, physically infeasible paths. The second one, called symbolic wavefront expansion, allows to handle time-varying currents. Given some weather forecast (through current charts), this approach determine both the departure time and the trajectory minimizing the UAV’s travel time.
Abstract FR:
Les véhicules aériens sans pilote, ou drones, sont utilisés de façon grandissante pour réaliser des misions pouvant être répétitives, longues ou dangereuses (reconnaissance, surveillance, sauvetage, etc. ). Dans toutes ces missions, de par leur faible vitesse et leur petite taille, les drones sont particulièrement sensibles aux courants aériens. Dans ce contexte, nous avons développé, au cours de la thèse proposée, deux algorithmes de planification de trajectoire en présence de courants. Ces deux algorithmes sont des extensions des techniques dites de « propagation d’onde ». La propagation d’onde coulissante, tout d’abord, permet de planifier des trajectoires présence de courants forts, c’est-à-dire plus rapides que le drone. Cette nouvelle approche est une réponse aux faiblesses des méthodes existantes qui, dans ce contexte particulier, peuvent renvoyer des solutions physiquement non réalisables par le drone. Ensuite, la propagation d’onde symbolique permet de planifier des trajectoires en présence de courants variables dans le temps. Etant données des prévisions de courants, cette technique permet de calculer la date de départ minimisant le temps de parcours du drone, ainsi que la trajectoire optimale associée, en anticipant les changements de courant.