Mise en œuvre de l’architecture dans le syst`eme COMETS

Nous d´ecrivons ici l’architecture et ses composantes, telles que d´evelopp´ees et exp´eriment´ees dans le projet, pour chacun des trois segments : sol, communication, a´erien.

Segment sol :

Le segment sol consiste en un centre de contrˆole compos´e d’un syst`eme de planification de mission (SPM), permettant la cr´eation assist´ee (semi-automatique) de missions et leur ex´ecution, et d’un syst`eme de contrˆole des activit´es (GUI utilisateur), fournissant les donn´ees t´el´em´etriques, ainsi que les donn´ees de perception retourn´ees `a l’op´erateur. Le segment sol comprend ´egalement le syst`eme de perception (SP), en charge de traitements synth´etiques des donn´ees perc¸ues (en par- ticulier pour la d´etection et la mod´elisation de feu).

Segment de communication :

Le segment de communication est un “tableau noir” distribu´e multi-plateformes du nom de BBCS (Black Board Communication System [Remuß 04]), d´evelopp´e `a l’universit´e de Berlin pour les besoins de l’h´elicopt`ere Marvin. Dans ce syst`eme de communication, une topologie du r´eseau est mise en place en d´efinissant des nœuds de communication ainsi que des canaux (chan- nels) entre certains de ces nœuds. Chaque nœud comprend un certains nombre d’emplacements de donn´ees (“slots”). Les emplacements sont mis en relation entre les nœuds, en sp´ecifiant, pour chaque emplacement, la fraction de bande passante qui lui est r´eserv´ee. Le syst`eme de nœuds est alors en mesure de propager, l`a o`u elles sont d´eclar´ees, les donn´ees d´efinies. Ce syst`eme s’est r´ev´el´e extr`emement satisfaisant pour les communications entre entit´es du syst`eme (aussi bien pour des donn´ees de contrˆole que pour des donn´ees “utiles” comme la t´el´em´etrie ou les images perc¸ues), et a ´et´e exploit´e aussi bien pour des communications sol-sol que pour des communi- cations sol-air, sur une base TCP ou UDP. De plus, un r´eseau BBCS est robuste aux coupures locales dans le r´eseau : la transmission des donn´ees peut s’op´erer par diff´erents chemins, `a la condition que chaque nœud du chemin d´eclare les donn´ees en question. Lors d’une rupture de connection entre deux nœuds, le syst`eme reconfigure automatiquement la topologie du r´eseau.

Segment a´erien

Le segment a´erien regroupe les UAV `a proprement parler, ainsi que les composants virtuel- lement embarquables, mais laiss´es au sol pour des questions de ressources embarqu´ees (dispo- nibilit´e de puissance de calcul, ´energie, poids). Dans le projet, trois plateformes ont ´et´e utilis´ees (figure VI.1) :

– L’h´elicopt`ere Marvin : h´elicopt`ere d´evelopp´e par l’universit´e de Berlin, il dispose de ca- pacit´es autonomes avanc´ees de d´eplacement (passage par points de passages, d´ecollage et atterissage notamment). Dot´e d’un GPS centim´etrique, il s’est trouv´e ˆetre tr`es bien adapt´e `a la r´ealisation de tˆaches de balayage (d´etection...), ou de placement pr´ecis pour des activit´es de perception (monitoring).

– L’h´elicopt`ere Heliv : h´elicopt`ere d´evelopp´e par la PME Helivision et l’universit´e de S´eville. Heliv est destin´e `a ˆetre t´el´eop´er´e, le pilote ayant connaissance des requˆetes de d´eplacement destin´ees `a Heliv. Heliv, muni de cam´eras fonctionnant dans le visible et l’infrarouge, s’est trouv´e ˆetre bien adapt´e `a des tˆaches de confirmation, dans lesquelles il ´etait int´eressant de se rendre rapidement sur place. Pour des tˆaches r´ep´etitives ou demandant une pr´ecision dans la

FIG. VI.1 – Haut `a gauche, Karma - Haut `a droite, Marvin - En bas, Heliv

r´ealisation, cet UAV t´el´eop´er´e s’est trouv´e ˆetre moins performant que Marvin.

– Le dirigeable Karma : dirigeable d´evelopp´e par le LAAS-CNRS, utilis´e de fac¸on t´el´eop´er´ee pendant les exp´erimentations du projet, mais destin´e `a naviguer de fac¸on autonome (points de passage). Cet UAV s’est trouv´e ˆetre tr`es int´eressant pour des tˆaches peu contraintes de longue haleine, possiblement tr`es ´eloign´ees (la taille de l’appareil le rend visible et op´erable de beau- coup plus loin qu’h´elicopt`ere), comme la cartographie depuis une altitude ´elev´ee (jusqu’`a 200 m`etres au dessus du sol, en cours d’exp´erimentations). Karma est par contre beaucoup moins maniable et pr´ecis que les h´elicopt`eres, et est donc peu adapt´e `a des tˆaches de monitoring, par exemple.

Les Nœuds D´ecisionnels Distribu´es (NDD) font partie du segment a´erien. Lors des exp´eri- mentations, ils ont fonctionn´e au sol, faute de moyens de traitement suffisant `a bord des UAV. En exp´erimentations r´eelles, seuls les bas degr´es d’autonomie d´ecisionnelle (1 `a 3) ont ´et´e effective- ment test´es, avec une prise de d´ecision r´ealis´ee de fac¸on centralis´ee (NDC, au niveau du centre de contrˆole, avec le support d’un op´erateur).

Impl´ementation des composants :

Au niveau du segment sol, le centre de contrˆole (CC) et le syst`eme de perception (SP) ont ´et´e r´ealis´es respectivement par l’´equipe de l’industriel GMV et l’´equipe de l’universit´e de S´eville (AICIA). Les d´eveloppements ont ´et´e fait en langage C. Pour ce qui est du segment sol, les d´eveloppements de BBCS ont ´et´e r´ealis´es par l’´equipe de l’universit´e de Berlin (TUB) en langage C. Pour le segment a´erien, les composants propri´etaires embarqu´es (CPE) ont ´et´e r´ealis´e par les propri´etaires respectifs des 3 UAV, tandis que les NDD ont ´et´e r´ealis´e par le LAAS.

La partie EMD des NDD comprend une interface (cod´ee en C) pour la connection au r´eseau BBCS, et une partie r´ealisant effectivement les m´ecanismes de supervision, d´evelopp´ee avec OpenPRS.