Contribution à la commande de voiliers robotisés

• Main Author: Romero Ramirez, Miguel Angel
• Language: fra
• Published: Université Pierre et Marie Curie - Paris VI 2012
• Subjects: [SPI:AUTO] Engineering Sciences/Automatic; [SPI:AUTO] Sciences de l'ingénieur/Automatique / Robotique; voilier autonome; voilier robotisé; champs de potentiel; logique floue; navigation autonome; véhicule autonome de surface
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00663167; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/66/31/67/PDF/These_MRomero.pdf; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/66/31/67/ANNEX/Soutenance.pptx; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/66/31/67/IMG/CreteilSec_01.avi; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/66/31/67/IMG/PageCouverture.jpg

Depuis quelques années, les océanographes et les climatologues expriment un besoin croissant de disposer de moyens de mesures complémentaires pour réaliser des mesures en mer. Les voiliers autonomes sont un moyen potentiel de déploiement des capteurs nécessaires à ces mesures. Le problème abordé dans le cadre de cette thèse est la détermination à tout instant d'un cap navigable permettant aux voiliers robotisés de se déplacer vers un objectif aussi vite que possible tout en évitant les obstacles et en s'adaptant aux conditions instantanées de vent. Nous proposons deux approches de sélection d'un cap navigable pour atteindre un point ou une liste de points de navigation défini par un opérateur humain. La première est similaire à celle utilisée par les skippers humains. Elle se base sur la minimisation d'une fonction de coût exploitant la projection des vitesses représentées dans la courbe polaire caractéristique du voilier sur la route direct vers l'objectif. Une seconde fonction de coût permet de tenir compte de la présence potentielle d'obstacles. %Le premier est basée sur des fonctions de coût fondées sur la stratégie de projection des vitesses représentées dans la courbe polaire caractéristique du bateau, méthode amplement utilisée par les skippers humaines. La deuxième approche repose sur la méthode des champs de potentiel. La particularité de cette approche tient au fait que les capacités de propulsion du voilier, représentées par sa courbe polaire de vitesse, sont traduites par des potentiels locaux qui se déplacent avec le voilier. Cette méthode présente l'avantage d'unifier la représentation des contraintes de la navigation à voile et des tâches à réaliser. Ces différentes méthodes sont illustrées par des simulations numériques ainsi que des essais expérimentaux.