D3 : Défi des Drones en Délire

Transcription

D3 : Défi des Drones en Délire
Une mission ludique et utile pour votre multi-rotor !
Règlement Concours 2015/2016
1ère édition (Janvier 2016)
Planète Sciences
16 Place Jacques Brel
91130 Ris-Orangis.
www.planete-sciences.org/espace/
℡ 01-69-02-76-10
[email protected]
Règlement du Défi des Drones en Délire, 1ère édition, version Janvier 2016– Planète Sciences
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Présentation
Planète Sciences propose dans un cadre de loisirs une activité de drones, afin d’initier les jeunes aux techniques
en jeu dans les multi-rotors tout en gardant à l’esprit les applications civiles utiles pour notre société.
L’activité est organisée sous forme de défi pour étudiants : des projets conçus et réalisés par des étudiants quelle
que soit leur filière (BTS, IUT, université, école d’ingénieur…) se rencontrent sur un terrain commun pour
accomplir des missions soumises à un arbitrage et encadrées par le présent règlement.
Parmi les nombreuses initiatives de concours de drones pouvant exister dans le monde, Planète Sciences souhaite
mettre l’accent sur :
-
La sécurité de la mise en œuvre des aéronefs ;
-
Le travail en équipe et la complémentarité des membres pour atteindre un objectif technique ambitieux ;
-
l’exécution d’une mission basée sur une charge utile embarquée nécessitant de mettre en place une
démarche de projet ;
-
L’apprentissage de savoirs et savoir-faire à travers ce projet.
Le règlement présenté dans ce document comprend 2 parties :
-
Un cahier des charges qui définit le vecteur de drone à Planète Sciences en cohérence avec son projet
éducatif1 et qui est valable d’une année sur l’autre.
-
Un cahier de mission qui définit une thématique pour l’année en cours et la décline en objectifs
opérationnels pour le drone, objectifs qui seront évalués lors d’une rencontre finale des projets.
L’année 2016 étant la 1ère édition de ce concours, ce règlement est susceptible d’être modifié par l’Organisation
en fonction du terrain ou des équipes participantes. Il pourra également être complété et/ou précisé par une
FAQ.
1
Le projet éducatif de Planète Sciences est illustré par cette phrase : « En toute sécurité le jeune (ou l’adulte en tant que
médiateur) pratique de manière autonome et en équipe une activité scientifique ou technique expérimentale motivante
s’appuyant sur des méthodes et dont les résultats sont valorisés à l’extérieur ».
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Sommaire
Présentation .................................................................................................................................................................2
1
2
3
4
Introduction ..........................................................................................................................................................4
1.1
Avant-propos ................................................................................................................................................4
1.2
Glossaire .......................................................................................................................................................4
1.3
Suivi des modifications ................................................................................................................................. 5
Cahier des charges de l’activité multi-rotor à Planète Sciences...........................................................................6
2.1
Définition de la machine............................................................................................................................... 6
2.2
Constitution des équipes ..............................................................................................................................8
2.3
Homologation ...............................................................................................................................................9
Cahier de mission 2015/2016 ............................................................................................................................. 10
3.1
Mission « Flying BeachBots » .....................................................................................................................10
3.2
Définitions des objectifs et des contraintes ...............................................................................................11
3.3
Arbitrage .....................................................................................................................................................14
3.4
Valorisation des projets ..............................................................................................................................14
Organisation de la rencontre ..............................................................................................................................16
4.1
Logistique....................................................................................................................................................16
4.2
Zones d’opérations ..................................................................................................................................... 16
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1 Introduction
1.1 Avant-propos
Ce document constitue l’unique document de référence du Concours multi-rotors, organisé par Planète Sciences.
Ce document fournit des explications et des exigences sur le règlement.
Les exigences sont numérotées et encadrées. Si nécessaire des compléments d’information sont fournis hors du
cadre.
Ont participé à la rédaction de ce règlement pour Planète Sciences :
- Michel Condé,
- Julien Darche,
- Frédéric Ducasse,
- Julie Fosse,
- Julien Franc,
- Aline Meuris,
- Charles Montez
1.2 Glossaire
Directeur(trice) des vols : membre de l’organisation en charge de la bonne tenue du concours.
Equipe : Au sein d’une structure adhérente à Planète Sciences, elle est constitué de trois personnes ou plus et
réalise le multirotor participant au concours, sujet du présent règlement.
Multi-rotor (ou multicopter) : C’est un appareil volant à voilure tournante avec plus de deux rotors.
Organisation : Composée de salariés et de bénévoles de l’association Planète Sciences, elle gère l’inscription et le
suivi des projets, ainsi que l’organisation et l’arbitrage d’une rencontre finale.
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1.3 Suivi des modifications
Édition 01 :
Création du document
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2 Cahier des charges de l’activité multi-rotor à Planète Sciences
2.1 Définition de la machine
[CC-001] Type de machine
Les machines présentées en compétition doivent être des multi-rotors de moins de 4 kg, charge utile et balise
GNSS comprises.
Ces machines peuvent être pilotées manuellement ou autopilotées (vol autonome programmé) ; l’évaluation
pourra différer suivant le mode de pilotage.
Attention : Une masse inférieure peut être recommandée dans le cahier de mission.
[CC-002] Caractéristiques de la machine
Les machines doivent respecter à minima les contraintes suivantes :
•
•
•
•
•
•
•
un entre-axes maximum (moteur-moteur) de 80 cm (classe 800),
les constituants solidement fixés,
l’emport d’un système de géolocalisation,
l’emport d’une caméra, de son émetteur vidéo d’une portée minimum de 250 m et de fréquence de 5,8
GHz, dont la puissance émise respecte la réglementation française,
l’emport une balise GNSS (fournie par l’Organisation et détaillée dans le cahier de mission),
l’emport d’une charge utile (détaillée dans le cahier de mission),
la présence d’un récepteur vidéo (deux sorties) déporté de la machine.
[CC-003] Autonomie de vol
Les machines devront avoir une autonomie de vol suffisante pour :
•
•
tenir un vol stationnaire pendant 15 min,
accomplir les missions décrites dans la partie cahier de mission.
Les batteries doivent systématiquement être changées pour être pleines au début de l’épreuve décrite dans le
cahier de mission pour des questions de sécurité.
Recommandation : ne connectez les batteries du drone que lors des phases de vol, afin d’éviter des accidents et
d’optimiser la batterie.
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[CC-004] Passage en pilotage manuel
Dans le cas d’une machine autonome, les machines doivent pouvoir passer, à tout moment de leur vol autonome,
en pilotage manuel et être pilotées par un membre de l’équipe homologué. La machine doit donc pouvoir être
pilotée par une télécommande dont la portée est au minimum de 250 mètres.
Le(a) Directeur(rice) des vols donnera l’ordre du pilote de repasser en manuel en cas d’anomalie ou de risque de
sécurité identifié.
[CC-005] Cas de défaillance de la machine
•
•
•
En cas de perte de signal de géolocalisation, la machine devra automatiquement se poser.
En cas de perte de signal radio, la machine devra automatiquement se poser ou revenir à sa base.
En cas de batterie faible, la machine devra automatiquement se poser ou revenir à sa base.
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2.2 Constitution des équipes
[CC-005] Inscription des équipes
Pour participer au concours, l’Equipe doit être au sein d’une structure adhérente à Planète Sciences.
Les participants au concours seront organisés en équipe.
Chaque équipe doit envoyer son inscription à l’Organisation en indiquant le nom de l'équipe, le point de contact
de l’équipe ainsi qu’une photo de groupe optionnelle. L’adhésion annuelle de 50 euros donne droit à de participer
aux événements et aux formations de Planète Sciences.
[CC-006] Nombre de membres
Chaque équipe est composée de 3 personnes minimum.
Il n'y a pas de limite de participants. Une personne ne peut pas être dans 2 équipes différentes à la fois. Les rôles
principaux de chacun dans l’équipe seront indiqués dans le plan de vol de votre mission.
[CC-007] Niveau des membres
Tous les membres des équipes doivent être des collégiens, lycéens, étudiants ou jeunes professionnels ayant fini
leurs études au maximum dans l’année scolaire qui précède la date de la compétition.
Les personnes ne rentrant pas dans ces caractéristiques peuvent déposer un dossier qui sera examiné par
l'Organisation ; si le dossier est validé, ils pourront mettre en œuvre leurs multi-rotors lors de la journée de
démonstration mais ne pourront pas participer à la compétition.
[CC-008] Origine des membres
Une équipe peut rassembler des étudiants d'une ou plusieurs écoles ou universités différentes.
La présentation de plusieurs équipes par école ou université est autorisée à condition qu'elles soumettent des
projets différents.
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2.3 Homologation
[CC-009] Homologation de la machine
La machine doit répondre aux points de contrôle ci-avant et ne doit présenter aucun danger pour les personnes
ou l'environnement. Aussi, sont interdits : les fumigènes, l'embarquement d'animaux morts ou vifs, les
expériences dangereuses pour l'environnement, tout élément inflammable ou explosif, tout dispositif entraînant
une modification de la stabilité du drone. Tous les éléments doivent être solidement reliés au drone.
[CC-010] Homologation du pilote
Le pilote doit pouvoir maîtriser sa machine en réalisant une mission standard de 3 min, avec des évolutions telles
que :
•
•
•
décoller/atterrir,
maintenir la machine de façon stationnaire,
réaliser un circuit à altitude constante.
[CC-011] Assurance
Une assurance spécifique sera prise par l’Organisation pour le jour de la manifestation.
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3 Cahier de mission 2015/2016
3.1 Mission « Flying BeachBots »
L’objectif de la mission est de secourir un baigneur en détresse en lui larguant une bouée de sauvetage.
Avec la zone H comme aire de départ et d’atterrissage, le multi-rotor doit larguer la bouée le plus proche possible
de la position du baigneur en respectant les deux contraintes de :
• non-survol de la zone de baignade,
• respect du couloir de vol pour l’entrée et la sortie de la zone H.
A titre indicatif, le terrain devrait avoir une dimension de 150 mètres de longueur sur 70 mètres de profondeur.
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3.2 Définitions des objectifs et des contraintes
[CM-001] Epreuve 1 : Mission de reconnaissance
La première étape permet de localiser le baigneur.
Pré-requis :
•
•
•
•
l’Organisation choisit la position du baigneur à secourir sans la communiquer à l’Equipe,
l’Equipe propose à l’Organisation un Plan de Vol pour cette mission de reconnaissance.
l’Organisation propose si besoin des modifications (liées à la sécurité uniquement) au plan de vol et le valide.
l’Organisation fixe sur le multi-rotor une balise GNSS.
En un temps limité de 10 min, le multi-rotor doit :
1.
2.
3.
4.
5.
6.
décoller de la zone H,
emprunter le couloir de vol pour se diriger vers la haute mer,
survoler la mer en évitant le survol de la zone de baignade pour repérer le baigneur en détresse,
définir la position la plus exacte possible du baigneur,
emprunter à nouveau le couloir de vol pour se diriger vers l’aire d’atterrissage,
atterrir sur la zone H.
Une fois la mission de reconnaissance effectuée dans le temps imparti, l’équipe doit communiquer à
l’Organisation la position exacte selon elle du baigneur, dans les 10 min suivant l’atterrissage du multi-rotor. En
parallèle, l’Organisation retire la balise GNSS située sur le multi-rotor de l’Equipe.
[CM-002] Epreuve 2 : Mission de sauvetage
La deuxième étape permet de larguer la bouée de sauvetage le plus près possible du baigneur en détresse.
Pré-requis :
•
•
•
•
l’Equipe propose à l’Organisation un Plan de Vol pour cette mission de sauvetage,
l’Organisation propose si besoin des modifications (liées à la sécurité uniquement) au plan de vol et le valide,
l’Equipe fixe la bouée de sauvetage sur le multi-rotor.
l’Organisation fixe sur le multi-rotor une balise GNSS.
En un temps limité de 10 min, le multi-rotor doit :
1.
2.
3.
4.
5.
6.
décoller de la zone H,
emprunter le couloir de vol pour se diriger vers la haute mer,
se diriger vers le baigneur en détresse,
larguer la bouée de sauvetage le plus proche possible du baigneur,
emprunter à nouveau le couloir de vol pour se diriger vers l’aire d’atterrissage,
atterrir sur la zone H.
Une fois la mission de sauvetage effectuée dans le temps imparti, l’équipe peut communiquer à l’organisation en
bonus une photo des positions relatives du baigneur et de la bouée larguée, dans les 10 min suivant l’atterrissage
du multi-rotor. En parallèle, l’Organisation retire la balise GNSS située sur le multi-rotor de l’Equipe.
Il est recommandé de changer de batteries entre les deux épreuves.
Toutes les dimensions ci-après sont données à titre indicatif et dépendront du terrain final.
[CM-003] Respect d’un couloir de vol
Le couloir de vol à respecter a les dimensions suivantes :
•
10 mètres de large,
•
20 mètres de long,
•
10 mètres de hauteur.
[CM-004] Respect d’une zone de survol interdite
La zone de survol interdite fait 20 mètres de largeur sur 50 mètres de longueur.
[CM-005] Survol du baigneur
Lors du largage de la bouée auprès du baigneur, le drone doit être situé entre 10 et 20 mètres d’altitude.
[CM-006] Altitude minimum et maximum
Lors de l’homologation et des deux missions, le drone doit respecter les altitudes suivantes :
•
•
altitude maximale est fixée à 100 mètres,
altitude minimale de 10 mètres.
Le respect de ces hauteurs sera vérifié au travers des positions relayées tout au long des missions par la balise
GNSS mise en place par l’Organisation sur le multi-rotor de l’Equipe.
[CM-007] Respect d’un plan de vol
L’Equipe doit fournir à l’Organisation un plan de vol comprenant :
•
•
•
•
Point de départ
Trajectoire en précisant l’altitude,
Point d’arrivée et estimation de l’autonomie max restante à l’arrivée
Rôle de chacun des membres de l’équipe
[CM-008] Minimisation de la masse
Pour cette première édition, l’Organisation préconise une masse s’approchant le plus possible de 2kg (hors charge
utile).
[CM-009] Caractéristiques de la bouée de sauvetage
Fournie par l’Organisation, elle a les caractéristiques suivantes :
•
•
•
•
30 cm de diamètre intérieur,
40 cm de diamètre extérieur,
entre 8 et 10 cm d’épaisseur,
masse d’environ 200 g.
3.3 Arbitrage
[CA-001] Tracking GNSS
La machine sera équipée un module GNSS fourni par Planète Sciences permettant de suivre la trajectoire en 3D
en temps réel. Les caractéristiques du module seront fournies ultérieurement.
Les données de ce module seront utilisées par l’arbitre pour déterminer le respect des zones de vol.
[CA-002] Transmission des données de vol
La zone dans laquelle se trouve le baigneur sera tirée au sort le jour J parmi différentes zones identifiées sur le
terrain choisi et sera communiqué aux équipes une heure avant le début de la première épreuve (mission de
reconnaissance).
En cas d’échec de la mission de reconnaissance, l’Organisation communiquera les coordonnées GNSS exactes du
baigneur à l’équipe 15 min avant le début de la deuxième épreuve (mission de sauvetage).
[CA-003] Points bonus à gagner
•
Bonus photo : BP = 20 points si le baigneur est visible sur la photo prise en vol.
•
Bonus de repérage : BR = (5 - ∆P) × 5 avec ∆P : distance arrondie en mètres entre les coordonnées au sol du
baigneur données par le drone et celles données par l’Organisation.
•
Bonus de masse : BM = (2 – ∆m) × 10 avec ∆m : excès de masse par rapport à 2 kg, arrondie à 0.1 kg.
•
Bonus de sauvetage : BS = (5 - ∆D) × 10 avec ∆D : distance arrondie à 0.1 m entre la bouée et le baigneur.
Exemple : pour m = 2,52 kg, BM = (2 – 0.5) × 10 = 15 points. 0 < BM < 20.
Pour une erreur de position calculée de 1,6 m, BR = (5 – 2) × 5 = 15 points.
Pour une distance de largage de 2,12 m, BS = (5 – 2,1) × 10 = 39 points.
Pour les années suivantes, on pourra envisager des points bonus pour les équipes venant à la rencontre finale
avec un poster de présentation de leur projet.
[CA-004] Points de pénalité sur l’ensemble de la mission
•
-1 point pour chaque seconde hors de la zone couloir ou sur la zone interdite. Les points de pénalités seront
déterminés pour l’ensemble de la mission à la fin de celle-ci a partir des données de la balise GNSS.
[CA-005] En cas d’ex- æquo
•
Le temps de réalisation de chaque mission sera pris en compte pour départager les équipes ex-æquo.
3.4 Valorisation des projets
Le jour J, les images de la station sol faisant apparaître les trajectoires 3D et les gabarits seront retransmis sur un
grand écran en zone publique.
Les projets en compétition figureront tous sur la page internet de Planète Sciences avec la photo de l’équipe.
Le projet vainqueur du défi sera mis à l’honneur de nos moyens de communication consultés par notre réseau et
nos partenaires (Facebook, Twitter, journal Planète Sciences Bonjour) avec a minima une photo du projet et la
prise de vue en vol du baigneur.
Pour les années suivantes et suivant les partenaires de l’opération, des prix financiers et matériels pourront être
remis à l’équipe gagnante.
4 Organisation de la rencontre
4.1 Logistique
[OP-001] Frais logistiques
Les équipes participent aux frais d’organisation de la rencontre.
Tarif 2016 : 30 euros par projet.
Planète Sciences s’occupe de l’organisation de l’événement. Les frais seront revus chaque année en fonction des
partenariats et subventions obtenus.
[OP-002] Arrivée des équipes
Les équipes doivent se présenter sur le site 30 minutes avant leur créneau de passage.
4.2 Zones d’opérations
[OP-003] Définition de la zone de station sol
La station sol sera située à 10 m du terrain. Seules les personnes suivantes sont habilitées à être dans cette zone
pendant le vol du multi-rotor :
•
•
•
•
•
1 membre de l’équipe responsable du vol de la machine.
1 membre de l’équipe responsable de la réception des données.
1 membre de l’organisation responsable de l’arbitrage.
1 membre de l’organisation responsable des vols.
1 personne supplémentaire dont le rôle devra être défini avec l’organisation.
Le public sera dans une zone située à 30 m du terrain.

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