Développement et tests d'un aéronef intelligent et autonome
Le nec plus ultra pour les tests : Vol en autonome entre des bâtiments non définis
Les véhicules aériens sans pilote (UAV) ou drones se prêtent idéalement aux tâches à risque ou monotones. Pour obtenir une autonomie maximale, ils doivent être équipés « d'organes sensoriels » pour percevoir leur environnement ainsi que d'un logiciel de commande de mission intelligent. Le Centre aérospatial allemand (DLR) développe de tels UAV au moyen d'un système dSPACE permettant de tester les routines de vols virtuellement en laboratoire.
Des organes sensoriels artificiels
Les UAV modernes peuvent voler en suivant une trajectoire définie auparavant par des points de navigation et certains d'entre-eux décollent et atterrissent automatiquement (ATOL = Automatic Take-Off and Landing). Toutefois, il n'est pas permis de les utiliser dans l'espace aérien conventionnel car ils ne disposent pas d'un dispositif de « perception » de leur environnement et qu'ils ne réagissent donc pas de manière appropriée. Pour ce faire, les UAV ont besoin de capteurs d'images qui saisissent leur environnement, sous forme de caméras optiques, de systèmes de radar, de scanners laser et bien d'autres encore. Afin d'être utilisées dans une commande de vol, les données de mesure provenant des capteurs doivent être traitées à une vitesse optimale, mieux encore en temps réel. L'intelligence embarquée, un ordinateur à bord de l'avion, prend les décisions en fonction de ces données : par exemple, il planifie la ligne de vol et peut également stopper la mission en cas d'urgence.
Tests de vols virtuels
Pour vérifier que l'ordinateur de commande de vol fonctionne correctement, le DLR utilise un système dSPACE pour la simulation temps réel des capteurs de l'UAV (capteurs d'accélération, de vitesse de rotation, sonars, magnétomètre et autres), des conditions environnementales, de la mécanique de vol et de la dynamique des actionneurs. Les conditions supplémentaires telles que le vent, le capteur de bruit, le capteur d'erreur, etc., sont facilement configurables grâce au logiciel d'expérimentation ControlDesk de dSPACE. L'ordinateur de commande de vol utilise la simulation pour générer les commandes de vol qu'il envoie au système dSPACE qui, lui, les utilise alors pour calculer les données du capteur correspondant. Cette procédure permet à l'ordinateur de commande de vol de voler d'après la mission, en laboratoire, comme s'il s'agissait d'un test de vol réel.
Survol en autonome d'un terrain inconnu
Après cette phase, l'aéronef doit être testé lors de missions de vol réelles. Grâce aux simulations en laboratoire, la plupart des comportements du système sont déjà connus. Il ne reste donc plus qu'à trouver les paramètres adaptés et à étudier quelques situations qui étaient impossibles à simuler jusqu'alors. Le système ARTIS (ARTIS = Autonomous Rotorcraft Testbed for Intelligent Systems) est le fruit de ce travail de recherche. Il s'agit de l'un des rares drones à voilures tournantes (VTOL) existant dans le monde étant capables d'évoluer en terrain inconnu, de créer de façon autonome une carte de son environnement et d'agir dans cet environnement sans collision.
