Evolution

Etat de l'art sur les drones et les capteurs.
Les drones au service de l'environnement
Montpellier, Agropolis International,
17 octobre 2016
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Plan
• Drones
– Architecture
– Evolution
• Capteurs
– Gammes de capteur
– Evolution
• Application à l’environnement
• Conclusion
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Les Drones (aériens)
De quoi parle-t-on : UAV, RPAS
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3
Spectre de masse des différents drones selon le classement américain
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From: Drones civils grand public et commerciaux
Source: HAL, archives-ouvertes.fr1
Created for: Sylvain LABBE, IRSTEA. IP Address: 78.192.112.105
© IDATE, 2015
Evolution des drones
- Choix d'architecture (vitesse, stabilité, finesse, endurance).
Voilure fixe
Voilure tournante - multirotor
- Choix de propulsion
(électrique, thermique).
-
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Choix des sources d’énergie
- Carburant
- Batteries
Electronique embarquée
GPS+IMU
(Inertial Motion
Unit)
Processeur
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Evolution des drones
-Nouvelles architectures
-Ailes battantes
-Convertible avion/hélico
ONERA
- Evolution des composants : endurance, distance
transmission, vent, eau (immersion), vibrations
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Evolution des drones
-Automatisation et communication
• capteurs d’environnement et algorithme embarqués
(décision, sécurité)
• Signalisation et circulation (couloirs, transpondeurs)
• Coopératif et communicant (flottes de drone)
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- Plus autonome en énergie
• Nouvelles batteries (pile à hydrogène)
• Stations de charge
• Câble
• Laser
• Solaire
• Hybrides…
Le marché (source IDATE)?
En milliers de drone
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Quels capteurs ?
• Capteurs embarqués « non
électroniques » :
– biochimique, filtres particules, préleveurs…
• Capteurs embarqués « électroniques »:
– Électrochimiques (Détection des gaz,
pollutions)
– Visuels, acoustiques
AirRobot AR100
[email protected]
http://www.bam.de
• Caméras (spectre électromagnétique)
• Visible, NIR, IR, UV, Multispectral, Hyperspectral
• Radar
• Lidar
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[email protected]
Bandes électromagnétiques
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Quelles longueurs d’ondes pour quel usage
• UV
:
– champignons...
• Visible :
– Dimension, forme, couleur, texture …
• NIR
:
– biomasse, T°...
• MIR et IR :
– Eau, sucre, température …
• µondes :
– Eau, texture de surface…
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Les capteurs imageurs
•
•
•
•
•
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Camera thermique
Caméra proche-infrarouge
Camera UV
Camera couleur (RGB)
Camera hyperspectrale
Issus d’appareils photographiques
Capteurs optiques
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Camera thermique
Exemple de montage – Capteur FOVEON
• Capteur Foveon
IMAGE RADIOMETRY
Two Foveon DP1X
Simultaneously triggered
Visible (R, G, B)
Modified camera
(NIR sensitive)
+740nm low pass
filter
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Evolution : des capteurs et chaines de
traitement dédiées aux drones
- Disponibilité récente de capteurs :
- lidar
- super et hyperspectral, bandes spectrales étroites
- radar
- évolution vers des capteurs plus légers, haute résolution, à grande
sensibilité (temps d’exposition courts)
- Logiciels : automatisation de la chaîne de traitement
- difficulté d’orthorectification (eau, végétation, bâti)
- détection automatique d’objets (couleur, contour, forme)
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Conclusion
• Des drones de plus en plus performants
• Des capteurs dépendants des marchés grand
public (appareils photos)
• Des algorithmes de traitement d’images à
développer (caractérisation, modélisation…)
• Un gros potentiel applicatif très diversifié
Ødes verrous pour la recherche…
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