dimanche 1 juin 2014

MISE EN PLACE DE LA SIMULATION D'UN DRONE HIL (Partie 1)

Introduction
Qui a dit drone? IHM? HIL?
Si ces termes  ne vous parlent pas, je vais vous aider en vous présentant mon projet de fin d'études  réalisé avec mon binôme Nicolas Lienhardt.
Ce projet portait sur la mise en place d'une simulation d'un drone Hardware In the Loop.
Le projet était en fait la suite d'un projet réalisé en 2013 qui a porté sur la conception matérielle d'un drone, et l'établissement de la communication entre les différentes données et  les premiers échanges de commandes entre la télécommande et carte du drone. 
Suite à des premiers tests non concluant concernant le vol du drone qui embarquait une carte de type Arduino Mega 2.5, nous avons essayé de  mettre en place une simulation du drone en le contrôlant virtuellement afin d'éviter des dommages sur le drone réel (HIL).
La mise en place de cette simulation  s'est faite en suivant une certaine démarche que je vais essayer de vous expliquer dans les paragraphes suivants :

Avant de commencer, nous définirons un drone comme est un aérodyne sans pilote embarqué et télécommandé.
Les drones sont généralement utilisés par les forces armées mais on peut aussi les retrouver dans le civil.
La principale utilisation des drones reste quand même du domaine du militaire et de la sécurité :
-         Le combat (lancement de missiles dans des secteurs ciblés);
-         Le recueil d'informations et renseignements;
-         La récolte de données dans des secteurs difficiles d'accès par des hommes.
Le DT-18 (Delair-Tech) est un drone français ayant une endurance de 100 km et de catégorie et pesant de 2kg.
Les drones poursuivent leur évolution et certaines recherches sont faites pour apporter de nouvelles améliorations comme leur donner la faculté de se déplacer sur la terre en imitant les mouvements d'animaux.

Présentation du drone utilisé :


Le drone utilisé pour réaliser le projet est un drone de type quad-rotor qui est constitué d’un châssis en métal en « X » avec à chaque extrémités un moteur faisant tourner des hélices.
Il a été conçu dans les locaux du département EEA de la Faculté de Reims Champagne Ardenne en 2013.
Drone quad-rotor crée parle département EEA de L'Univesité de Reims.

Réalisations :

Après une compréhension des travaux effectués à savoir :
 -Conception matérielle  du drone quadrotor.
 -Compréhension de l'architecture et de la structure du drone.
 -Carte utilisée (Ardupilot Mega)
 -Capteurs associés à la carte.
 -Différentes connectiques à utiliser pour la communication de données.

Nous avons utilisé Mission Planner qui est un logiciel qui permet le contrôle de drone virtuel et la réalisation de simulation HIL(Hardware In the Loop) de drone intégrant des carte ARDUINO.
Il permet :
- De charger le firmware correspondant au matériel virtuel à utiliser (Drones, hélicoptère, avions);
-Calibrer les différents capteurs de la carte Arduino pour faciliter l'envoi de commande à travers une télécommande.
-La réalisation de la simulation HIL se fait en couplant Mission Planner à un simulateur de vol (dans notre cas X-Plane).

Pour plus d'informations sur Mission Planner et X-Plane, Merci de suivre les lien1 ... lien2 ... .
Après une configuration des différents paramètres tels la stabilisation du drone, les types de vol à effectuer.

Calibration des paramètres de vols du drone.
Préparation à la simulation HIL :
Pour être dans des conditions initiales optimales, il a fallu dans un premier temps grâce à Mission Planner, charger un firmware de simulation de drone (comportant toutes les caractéristiques du drone) pour débuter la simulation HIL.

Choix du FirmWare.
Voici quelques images prises lors de la réalisation du projet :

PC de simulation.

Phase de calibration du drone.

Drone en charge.



Ce projet nous a permis mon binôme et moi d'avoir une certaine connaissance dans le monde du contrôle de drone, et nous a apporté une autre utilité de la simulation HIL (que je développerai prochainement dans la partie 2) que nous avons eu à étudier dans l'étude d'un régulateur de niveau d'eau.
















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