Hovercraft 2

Nous avons développé un robot aéroglisseur ayant pour mission de construire une cartographie d'un environnement possédant une nature de sol changeante.

Avec les évolutions technologiques actuelles, il n'est pas nécessaire d'avoir lu Les robots d'Isaac Azimov pour comprendre que ces créatures artificielles feront partie de notre vie dans un futur pas si éloigné. La question qui reste en suspend est : “comment ?”. Selon Azimov, chaque robot doit avoir une mission bien déterminée. Ce domaine fait actuellement l'objet d'une recherche foisonnante. C'est pour participer à cette formidable aventure technologique que nous avons choisi comme projet de développer un robot ayant une mission bien particulière : construire une cartographie d'un environnement possédant une nature de sol changeante et tout en restant abordable, suivant un budget d'environ 300 euros.

Les aéroglisseurs sont un type de véhicule qui peuvent se mouvoir sur tout types de terrains c'est pourquoi notre intérêt s'est porté sur ce type de structure pour la construction de notre robot. Nous avons repris le module construit par une équipe précédente et nous y avons intégré un système propice à la bonne conduite de la mission. L'aéroglisseur possède une turbine permettant de créer un coussin d'air sous le robot ainsi que quatres moteurs latéraux positionnés selon quatres axes opposés permettant le déplacement latéral.

Notre système est composé de deux sous-systèmes : le robot ainsi qu'une interface de contrôle. L'interface de contrôle permet d'observer tous les paramètres du robot ainsi que de visualiser en direct la cartographie de l'environnement effectuée par le robot. Les deux systèmes communiquent via Wifi.

La carthographie est effectuée par l'association astucieuse d'un pointeur laser et d'une caméra : désaxer le pointeur laser avec la caméra nous permet de calculer la distance de l'objet faisant face au robot. La répétition de cette mesure avec une rotation du module caméra/pointeur laser nous donne la cartographie de l'environnement aux alentours du robot.

Pour une cartographie complète de l'environnement, le module doit se déplacer et connaître sa position en temps réel dans son espace. Un aéroglisseur n'ayant aucun contact avec le sol, nous avons dû trouver une solution de calcul de déplacement ne remettant pas en cause ce principe. C'est pourquoi nous avons utilisé un capteur de souris d'ordinateur, aussi appelé capteur à flux optique stratégiquement combiné à des gyroscopes pour déterminer la position du module dans le plan de déplacement.

Pour suivre au plus près la contrainte budgétaire, le coeur du robot fonctionne sur la fameuse carte micro-pc Raspberry Pi. Pour les contraintes temps réels imposées par la combinaison de différents capteurs et de différents moteurs pour le déplacement, nous avons utilisé la non moins connue carte Arduino. Ces deux cartes sont en communication permanente au travers d'un simple cable USB. De plus, de nombreuses pièces utilisées pour la conception de ce démonstrateur sont des pièces de récupération.

Cette réalisation, menée à bien en partenariat avec l'ONERA (le laboratoire français d'aérospatial) démontre qu'il est possible, avec un budget limité et avec des moyens à portée de tous, de créer un module d'exploration qui se veut à terme autonome.

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