Version du 27 septembre 2018 à 09:04

Présentation générale

Description

Dans le cadre de ce projet, le drone Parrot Bebop 2 est mis à disposition à des fins expérimentaux. Nous ferons initialement des essais de vols de drones de manière à le maitriser à l’aide de la manette de pilotage ou de l'application smartphone FreeFlight Pro. Nous avons décidé de nous focaliser sur l’aspect suivant : Le maintien en équilibre en hauteur du drone, avec rejet de perturbations, en le pilotant de manière autonome (sans l’utilisation des manettes ou d'une application smartphone).

Le développement des applications pourra se faire sous Linux en passant par ROS, Robot Operating System, grâce à Matlab Simulink ou une application sous le langage Python. Une démarche de prospection et recherche bibliographique est nécessairement entreprise afin de se renseigner le plus possible sur les outils utilisables.

Objectifs

L'objectif est de pouvoir rendre autonome un drone afin qu'il puisse se maintenir en hauteur et se stabiliser automatiquement lors de perturbations. Nous devons pour cela prendre en main le drone au niveau de tous les aspects afin de pouvoir implémenter le programme que l'on souhaite.

L'application qui sera mise en place se fera en principe sous Linux grâce à ROS et Simulink ou par une application Python.

Des réunions hebdomadaires se tiendront avec les encadrants afin de s’échanger sur les avancées du projet.

Préparation du projet

Cahier des charges

- Découvrir, prendre en main et piloter le drone

- Réaliser un schéma bloc pour desceller les différents organes et voir les différentes interactions

- Aspect stabilisation en hauteur et compensation des perturbations

- Utilisation possible de la caméra frontale afin de dicter une commande (facultatif)

- Prises en mains des outils utilisables et faire un choix sur lequel utiliser

- Rendre exploitable le travail final afin que les personnes souhaitant travailler sur ce projet puissent rajouter et mettre en avant leurs connaissances et compétences

Choix techniques : matériel et logiciel

- Drone Parrot Bebop 2

- Environnement Linux

- ROS : Robot Operating System

- Matlab Simulink avec Toolbox Robotic system

Calendrier prévisionnel

Réalisation du Projet

Semaine 1

Lors de la première semaine, nous avons convenu un rendez-vous avec nos encadrants, Mme Lecocq et Mr Nakrachi, afin de discuter et de fixer les attentes concernant ce projet. Nous avons évoqué les sujets suivants :

- L'organisation des rencontres étudiants-encadrants

- Ce que l'on attend du projet

- Ce qu'ils attendent du projet

- Les informations actuellement à leurs dispositions pour la réalisation du projet

- La gestion du projet

Nous avons par la même occasion fixé donc les objectifs de ce projet.

De ce fait afin de se lancer, nous avons tout d'abord effectuer des recherches sur l'appareil que nous utilisons pour connaitre plus en détail son fonctionnement mais également user de toutes ces capacités.

Ce drone est composé des éléments suivants :

- Caractéristiques techniques :

   Poids : 500 g
   Autonomie : 25 min
   Nombre de moteurs : 4
   Capacité de la batterie : 2700 mAh
   Altitude maximale de vol : 150 m
   Vitesse max : 60 km/h

- Une caméra verticale : Elle permet le maintien d’un point fixe. Une fréquence de comparaison d'une image du sol à la précédente de 62,5Hz soit 16ms.

- Un capteur à ultrason : Ce capteur permet de calculer l’altitude de vol jusqu’à 5 mètres.

- Un baromètre (capteur de pression) : Il permet de mesurer la pression et de calculer l'altitude de vol lorsque celle-ci dépasse les 5 mètres.

- Un gyroscope 3 axes : Il permet de calculer l’angle d’inclinaison de l’appareil.

- Un accéléromètre : Il permet de mesurer l’orientation du drone sur 3 axes et sa vitesse linéaire.

- Un magnétomètre 3 axes : Il donne la possibilité de définir la position du drone, à l’image d’une boussole.

- Une puce GNSS (GPS + GLONASS): Cette puce permet la géolocalisation du drone avec précision et aide à mesurer la vitesse au sol de façon très fine pour optimiser la tenue du point fixe en vol stationnaire.

Suites aux recherches effectuées sur le drone, nous nous sommes tournés sur les boites à outils essentielles à Matlab pour mener à bien les objectifs. La principale toolbox que nous allons utiliser est Robotic System. Cette Toolbox fournit des algorithmes de robotique communs et inclut une interface entre MATLAB et Simulink et le Robot Operating System (ROS). Avec cette boîte à outils, on peut explorer des données du robot en mode interactif, le design(la conception, tester des algorithmes avec un simulateur et un robot physique, générer du code en C ++ et analyser des données du journal du robot.

Grâce aux recherches effectuées, nous avons remarqué que nous devions contrôler le drône en wifi et qu'il était préférable de gerer la communication avec le drône avec ROS (Robotics Operating System). ROS est un ensemble d'outils informatiques open source permettant de développer des logiciels ou programmes pour la robotique. Nous allons donc dans ce projet, creer un programme Matlab-Simulink, l'envoyer sur ROS grâce a la Toolbox Robotic System puis gerer la connexion jusqu'au drône via ROS.

Semaine 2

Documents Rendus