Des drones autonomes s'amarrent sur des véhicules au sol en mouvement et se rechargent sans GPS – Une percée pour la recherche et le sauvetage en zones reculées

Des chercheurs ont mis au point une approche permettant à un drone à voilure tournante (UAV) d'atterrir sur un véhicule au sol sans pilote (UGV) en mouvement, sans l'aide du GPS, et de se recharger avant de poursuivre sa mission. Des équipes d'agents aériens et terrestres autonomes permettront d'opérer dans des environnements de recherche et sauvetage trop reculés ou dangereux pour les humains, mais qui nécessitent souvent une infrastructure de positionnement et de communication extensive.

Un défi critique : l'atterrissage autonome sans GPS

Une fonction essentielle des UAVs est la capacité d'atterrir de manière autonome sur des véhicules au sol, qu'ils soient statiques ou en mouvement, de se recharger, puis de décoller pour de nouvelles missions. Les UAVs ne pourront pas compter sur le GPS, facilement perturbé ; ces comportements devront donc être réalisés via d'autres sources, notamment la vision embarquée.

Les chercheurs ont effectué les calculs à bord du véhicule à l'aide de capteurs et d'ordinateurs à faible coût. Aucune communication n'a eu lieu entre l'UAV et l'UGV. L'équipe a mené des simulations logicielles en boucle et des expériences en extérieur, démontrant l'efficacité de l'algorithme pour les manœuvres d'atterrissage. En utilisant un petit quadrirotor personnalisé et un UGV se déplaçant à la vitesse d'un joggeur, les chercheurs ont expérimenté des atterrissages.

Une combinaison de localisation visuelle et de contrôle embarqué

Ce travail combine des comportements en environnement privé de GPS et un comportement expérimentalement prouvé. Il utilise une localisation basée sur la vision avec odométrie visuo-inertielle, un marqueur unique sur le véhicule au sol conçu pour cette application, ainsi que des comportements et un contrôle embarqués. De plus, ces comportements ont été réalisés à bord d'un petit système aérien sans pilote (UAS) avec d'importantes contraintes computationnelles.

Un marqueur personnalisé pour l'atterrissage de précision

Le marqueur personnalisé sur le véhicule au sol est spécifiquement conçu pour la tâche d'atterrissage. Il contient des marqueurs plus petits à l'intérieur du marqueur principal, qui restent visibles même lorsque la caméra s'approche. Cette approche pourrait réduire la dépendance au marqueur fiduciaire sur le véhicule au sol et le remplacer par une intelligence artificielle capable de reconnaître le véhicule sur lequel atterrir.