HEUDIASYC, CNRS/Université de Technologie de Compiègne
Examinateur
M. Mohamed DJEMAI
LAMIH, Université Polytechnique Hauts-de-France
Examinateur
M. Matko ORSAG
LARICS, University of Zagreb
Invité
Mots-clés :
commande prédictive, planification de trajectoire, drones, optimisation, évitement de collision, agriculture de précision
Résumé :
L’utilisation des drones dans le contexte de l’agriculture de précision peut optimiser la gestion de l’exploitation et augmenter la productivité agricole tout en protégeant l’environnement. Toutefois, les drones présentent certaines limites qui doivent être prises en compte lors du développement de solutions de sa mission. Par exemple, si l’on considère le potentiel élevé d’une cartographie d’un champ agricole à l’aide de drones de manière efficace, il faut tenir compte de la capacité limitée des batteries. La cartographie étant une tâche très sensible au temps, qui nécessite des images uniformes prises dans une courte fenêtre de temps déterminée de manière optimale, une mission de cartographie par drone doit être achevée dans un laps de temps le plus court possible. Le cadre du problème de la cartographie avec un ou plusieurs drones peut être divisé en deux sous-problèmes : la planification de la mission de cartographie et la pilotage du drone. La première étape définit la trajectoire à suivre pour couvrir la zone d’intérêt de manière efficace compte tenu des limites du drone, tandis que la seconde garantit que le suivi de la trajectoire planifiée est effectué avec succès. Afin d’augmenter l’efficacité temporelle et d’assurer une mission à faible dépense énergétique, une nouvelle approche pour l’optimisation de la gestion de la batterie du drone lors de la planification de la mission de cartographie est proposée dans ce travail. La stratégie développée optimise l’utilisation des batteries disponibles pour la mission de cartographie en minimisant la distance de vol totale et en réduisant le nombre de remplacements de batteries. La suppression des remplacements de batterie inutiles réduit la durée totale de la mission, mais évite également les cycles redondants de recharge de la batterie. La distribution des points d’intérêt résultant de la planification de la mission représente les sous-chemins de survol d’un drone doté de plusieurs batteries. Afin de suivre la trajectoire planifiée avec une erreur de suivi minimale, une approche de commande prédictive non linéaire pour un suivi de trajectoire robuste est développée. Cette approche est finalement étendue à une mission de cartographie impliquant plusieurs drones coopératifs, où la sécurité de la mission est assurée principalement en tenant compte de l’évitement des collisions.
