Commande dynamique et singularités des formations de quadrirotors basées sur des “bearings”
Auteur / Autrice : | Julian Erskine |
Direction : | Isabelle Fantoni-Coichot, Abdelhamid Chriette |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Automatique, Productique et Robotique |
Date : | Soutenance le 03/12/2021 |
Etablissement(s) : | Ecole centrale de Nantes |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes |
Jury : | Président / Présidente : Paolo Robuffo Giordano |
Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Fantoni-Coichot, Abdelhamid Chriette, Paolo Robuffo Giordano, Antonio Franchi, Guillaume Allibert, Ouiddad Labbani-Igbida, Sébastien Briot | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Antonio Franchi, Guillaume Allibert |
Mots clés
Résumé
Le contrôle des formations basées sur les bearings (direction relative à l’observateur) permettent aux flottes de quadrirotors de se déplacer vers une géométrie désirée, en utilisant des mesures extraites de caméras embarquées. Des travaux antérieurs ont traité les quadrirotors comme des intégrateurs, et donc la formation doit ralentir de manière à compenser les non-linéarités non modélisées. Cette thèse a pour objectif d’atteindre des formations rapides en tenant compte des dynamiques non-linéaires du quadrirotor et des mesures visuelles. Deux contrôleurs sont développés, à savoir un contrôleur basé sur un asservissement visuel dynamique et une commande prédictive, montrant des performances améliorées avec des contraintes réelles. Toutes les formations basées sur des bearings dépendent d’un degré suffisant de rigidité. Bien que celui-ci puisse être évalué numériquement, la rigidité est une fonction de la position de tous les robots dans la flotte. Ceci étant, les travaux précédents ne pouvaient pas garantir la rigidité pour des formations plus larges que quelques robots. La deuxième contribution de cette thèse est l’évaluation des géométries singulières où une certaine formation rigide devient flexible. Ceci mène à un système de classification basé sur des contractions d’ensembles de contraintes, qui permet d’identifier les géométries singulières pour des grandes formations afin de garantir la rigidité.