Lorsque des accidents se produisent, les drones évaluent leurs options

Lorsque des accidents se produisent, les drones évaluent leurs options

Les graphiques illustrent comment la perte d’une ou plusieurs hélices réduit les capacités d’un véhicule octocoptère, ce qui peut l’empêcher de mener à bien sa mission aérienne urbaine. Crédit : Jean-Baptiste Bouvier, Kathleen Xu, Melkior Ornik et Hamza El-Kebir

Les voitures volantes, les drones et autres véhicules de mobilité aérienne urbaine ont un réel potentiel pour fournir des solutions de transport et de livraison efficaces, mais que se passe-t-il si un drone livrant des cheeseburgers tombe en panne au-dessus d’un parc de la ville ou au milieu d’une rue bondée ? Des chercheurs de l’Université de l’Illinois Urbana-Champaign ont développé une méthode pour mesurer la capacité des véhicules à récupérer et à accomplir leur mission en toute sécurité.

« Les ingénieurs intègrent beaucoup de redondance dans chaque système, car l’échec n’est pas une option lorsqu’il s’agit d’assurer la sécurité », a déclaré Melkior Ornik, professeur au département d’ingénierie aérospatiale de l’Illinois. « Lorsque des accidents se produisent, le système du véhicule nécessite une sorte de replanification rapide et en temps réel pour poursuivre sa mission ou, moins idéal, trouver une mission alternative sûre. Par exemple, le drone défectueux peut ne pas être en mesure d’atteindre sa destination, mais il a assez de puissance pour éviter une zone très peuplée et s’écraser dans un champ vide à la place. »

Ornik a développé une notion qu’il appelle la résilience quantitative d’un système de contrôle qui essaie d’établir les capacités d’un système après qu’il ait subi un événement indésirable. Un scénario a examiné la capacité de récupérer après la perte d’un actionneur, lorsqu’un moteur, un gouvernail ou une autre pièce est endommagé et que vous n’avez plus le contrôle sur une partie de votre système.

« Les autres cas concernaient des situations dans lesquelles tous les actionneurs fonctionnent toujours, mais pas à pleine puissance », a déclaré Ornik. « Dites, vous conduisez votre voiture et soudainement vous ne pouvez tourner votre volant qu’au quart du tour, pas complètement. Nous essayons d’établir comment contrôler le système de la manière la plus sûre possible après une telle chose arrive. »






Crédit : Université de l’Illinois Grainger College of Engineering

Ornik a déclaré que le calcul de la résilience quantitative est une tâche complexe car elle nécessite la résolution de quatre problèmes d’optimisation imbriqués, éventuellement non linéaires.

« La principale contribution technique de ce travail est que nous avons fourni une méthode ecace pour calculer la résilience quantitative », a-t-il déclaré. « En nous appuyant sur la théorie du contrôle et sur deux nouveaux résultats géométriques, nous réduisons le calcul de la résilience quantitative à un seul problème d’optimisation linéaire. »

Une partie du projet consistait en une collaboration industrielle avec Bihrle Applied Research, Inc. « C’était ma première expérience avec ce type d’effort de collaboration. Bihrle est une entreprise aérospatiale intéressée par des outils pour assurer la sécurité des aéronefs et des véhicules aériens urbains et être prêt pour quand quelque chose de grave se produit. Cette capacité à surmonter les dysfonctionnements de l’équipement a des implications réelles.  »


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Plus d’information:
Jean-Baptiste Bouvier et al, Résilience quantitative des systèmes linéaires sans dérive, Actes 2021 de la Conférence sur le contrôle et ses applications (2021). DOI : 10.1137/1.9781611976847.5

Hamza El-Kebir et al, Approximation interne en ligne d’ensembles atteignables de systèmes non linéaires avec une autorité de contrôle réduite, Actes 2021 de la Conférence sur le contrôle et ses applications (2021). DOI : 10.1137/1.9781611976847.2

Fourni par l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign

Citation: En cas d’accident, les drones évaluent leurs options (2021, 27 septembre) récupéré le 27 septembre 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-09-accidents-drones-options.html

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