Contribution à la commande de voiliers robotisés

Contribution to robotics sailboats command

• Auteur / Autrice : Miguel-Angel Romero-Ramirez
• Direction : Philippe Bidaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique. Mécanique Robotique
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Logique floue

Robots -- Systèmes de commande

Bateaux à voiles

Mots clés libres

Voilier robotisé

Navigation autonome

Résumé

La problématique de recherche abordée dans le cadre de cette thèse est la détermination d'un cap permettant aux voiliers robotisés de se déplacer vers un objectif aussi vite que possible tout en évitant les obstacles. Nous proposons deux approches de sélection d'un cap navigable pour atteindre un point, ou une liste de points de navigation, définis par un opérateur humain. 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. Le deuxième est basée sur la théorie des champs de potentiel qui présente l'avantage d'unifier la représentation des contraintes de la navigation à voile et les tâches à réaliser. Enfin, nous présentons les résultats issues des simulations numériques ainsi que des essais expérimentaux

For a number of years, oceanographers and climatologists have been expressing the increasing need to have additional means in order to realize offshore measures. Autonomous sailboats are potential tools for helping to deploy the sensors required to carry out such tasks. In this thesis we address the problem of the determination of a navigable course for an autonomous sailboat, which is able to adapting itself to the immediate conditions of wind while guaranteeing obstacle avoidance. We propose two different approaches which can generate an admissible reference heading to drive the sailboat towards one or more desired waypoints specified by a human operator. The first technique based on cost functions is grounded on the strategy of speeds projection represented in the sailboat characteristic polar curve, a method which is widely used by human skippers. The second technique is based on the potential fields theory which has the advantage of unifying the representation of the sailing navigation constraints and the tasks to be realized. Simulation and experimental results are presented