Stage de niveau Master 1 ou Master 2

Réalisation d’un contrôleur de vol pour drone d’intérieur

Lieu : Inria Rennes, Campus Universitaire de Beaulieu, 35042 Rennes Cedex

Encadrant : Fabien Spindler (Fabien.Spindler@inria.fr) et Joudy Nader (Joudy.Nader@irisa.fr)

Gratification : Environ 500 €/mois

Durée : 4 à 5 mois

PDF: http://rainbow-doc.irisa.fr/prive/fspindle/2021.Stage.Drone.pdf

Contexte :

Ce stage est proposé dans le centre de recherche Inria Rennes – Bretagne Atlantique au sein de l’équipe de recherche Rainbow dont l’une des thématiques de recherche concerne la commande de systèmes robotiques à partir d’images acquises par une caméra et leur contrôle en utilisant par exemple des interfaces haptiques. Depuis 2016, pour valider ses recherches l’équipe exploite une flottille de drones d’intérieur de type Microkopter et développe des stratégies de commande en essaim, où l’homme partie intégrante de la boucle de commande, pilote un drone maître.

L’architecture matérielle du drone repose sur une carte électronique Flight-Ctrl V2 avec un processeur 8 bits qui correspond au contrôleur de vol. Cette carte n’est plus proposée à la vente et nous empêche d’étendre notre flottille. Une des solutions envisagées est l’utilisation de l’autopilote Pixhawk. Il s’agit donc de faire évoluer l’architecture matérielle et logicielle de nos drones vers du matériel récent et pérenne afin de pouvoir augmenter la taille de la flottille.

Figure : Drone d’intérieur de type Mikropkopter équipé d’une caméra Intel T265 connectée à une carte Jetson TX2. A titre d’exemple, cette video montre comment un tel drone est capable de réaliser en complète autonomie une mission pour se positionner au-dessus de marqueurs en exploitant des techniques d’asservissement visuel.

Objectifs du stage :

  • Prendre connaissance du matériel (drone Mikrokopter, carte contrôleur de vol Flight Ctrl V2 existante, entrées-sorties, capteurs, bus de communication), explorer ses capacités et les SDK respectifs qui permettent de l’exploiter depuis une station au sol constituée d’un PC sous Ubuntu ;
  • A partir de la documentation des cartes Pixhawks, bien comprendre les différences entre les cartes de vols, prendre en main la carte Pixhawk 4, monter un banc d’essai en la couplant à un moteur et commencer à développer des interfaces en C qui permettent d’accéder aux mesures des capteurs et d’envoyer des commandes au moteur ;
  • Fort de cette expérience, développer et tester une nouvelle version du module en C appelé tk3-mikrokopter [6] capable de communiquer avec le contrôleur de vol à 1 kHz et compatible avec le framework Genom3 [5] utilisé actuellement ;
  • Assembler de nouveau drones équipés de la nouvelle cartes Pixhawk, réaliser les impressions 3D nécessaires à l’intégration mécanique avant de faire voler les drones ;
  • Une documentation détaillée devra permettre de reproduire le travail réalisé.

Durée :

  • 4-5 mois de février/mars à juin/juillet
  • Les développements seront réalisés en C/C++ sur un PC sous Ubuntu. Ils s’appuieront sur la plateforme Genom3 et sur les logiciels spécifiques à la carte Pixhawk. Ils seront diffusés en tant que logiciel libre sur Github.

Compétences requises :

  • Bon niveau en programmation C/C++ et des outils de développement logiciel (IDE, git)
  • Connaissances de Matlab/Simulink
  • Bonne connaissance de Linux
  • Maitrise de l’anglais
  • Des connaissances en électronique et en robotique sont un plus
  • Rigueur et autonomie

Candidature :

 

 

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