Ce drone évite un ballon sans ralentir

Tenter de dégommer un drone avec un ballon a permis à des chercheurs de l’Université de Zurich de valider leur modèle théorique d’évitement d’obstacles prenant en compte les temps de latence.

Les chercheurs sont joueurs. Ceux de l’Université de Zurich se sont amusés à lancer des ballons de football sur un drone quadrirotor pour voir s’il était capable de les éviter sans ralentir sa course. Leur but ? Valider, par ces expériences, un modèle théorique visant à déterminer comment un drone embarquant une caméra pourrait parcourir le plus rapidement possible et sans collision un trajet encombré d’obstacles. L’une des finalités serait, par exemple, d’intervenir lors d’une catastrophe pour explorer en urgence un site à la recherche de survivants.

Leurs travaux, parus le 7 février dans « IEEE Robotics and Automation Letters », étudient plus précisément l’influence de la latence de perception sur la vitesse maximale à laquelle le drone peut se mouvoir sans risque. Cette latence correspond au temps écoulé entre la perception de l’obstacle et l’action d’évitement. C’est en quelque sorte le temps de réaction du drone : plus il est faible, plus, a priori, le drone pourra aller vite tout en restant capable d’éviter les collisions. Cette réactivité étant en général limitée par le système de vision, les chercheurs ont modélisé des drones équipés de trois types de caméras : mono et stéréo classiques (dont la latence propre est de quelques dizaines de millisecondes) et une caméra d’événement, qui, en réagissant au moindre changement de pixel, est 10 à 100 fois plus rapide.

Ils ont ainsi calculé quelles vitesses étaient atteignables en fonction du niveau de latence, avec pour paramètres la distance maximale à laquelle un obstacle est détecté et l’agilité du drone – son accélération latérale maximale. Il en ressort notamment qu’une caméra d’événement n’apporte un gain substantiel de vitesse que pour des drones capables de très fortes accélérations latérales. Autant de conclusions que les chercheurs ont validées en tentant de dégommer leur drone en plein vol. Car lancer un ballon filant jusqu’à 9 m/s (32 km/h) permet de s’approcher expérimentalement d’un vol au milieu d’obstacles, caractérisé par des vitesses relatives élevées. ?

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