Thèse soutenue

Modèles de flocage basés sur les communications locales : de la théorie aux simulations

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Auteur / Autrice : Alexandre Bonnefond
Direction : Isabelle Guérin-LassousOlivier Simonin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Informatique
Date : Soutenance le 14/06/2023
Etablissement(s) : Lyon, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale en Informatique et Mathématiques de Lyon (Lyon ; 2009-....)
Partenaire(s) de recherche : Membre de : Université de Lyon (2015-....)
Laboratoire : CITI - Centre d'Innovation en Télécommunications et Intégration de services (Lyon, INSA) - CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services / CITI - CHROMA - Robots coopératifs et adaptés à la présence humaine en environnements
Jury : Président / Présidente : Nicolas Bredèche
Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Guérin-Lassous, Olivier Simonin, Nicolas Bredèche, Enrico Natalizio, Isabelle Fantoni-Coichot, Martin Saska
Rapporteurs / Rapporteuses : Nicolas Bredèche, Enrico Natalizio

Mots clés

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Résumé

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Les flottes de robots aériens sont désormais utilisées pour de multiples applications telles que la livraison ou encore la surveillance. Cependant, contrôler un grand nombre de drones ou UAVs (unmanned aerial vehicles) demeure un défi important. Dans cette thèse, nous étudions des stratégies de flocking, directement inspirées de la nature et reposant sur un modèle décentralisé où les entités concernées interagissent localement par le biais de communications. En analysant les performances de modèles de flocking existant dans des environnements très contraints (par des obstacles), nous identifions les potentielles limites de ces modèles et nous proposons de les adapter pour les rendre plus robustes. Dans ces travaux, nous considérons les communications sans fil comme ́étant le seul moyen d’accéder aux informations des voisins, ainsi nous intégrons un modèle de communication réaliste au simulateur de flocking de Viragh et al.. L’analyse des contraintes de pression au sein des flockings nous conduit à développer un nouveau modèle introduisant des interactions asymétriques et capable de faire évoluer les agents (UAVs) dans des environnements très contraints sans générer de collisions, nommé APR (Asymmetric Pressure Regulation). Notre dernière contribution consiste en un algorithme de type leader-follower distribué permettant à tout agent follower de devenir un leader. Cela renforce considérablement la cohésion de la flotte et donc favorise le succès de missions consistant à traverser des environnements complexes comme des tunnels.