Evolution
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Etat de l'art sur les drones et les capteurs. Les drones au service de l'environnement Montpellier, Agropolis International, 17 octobre 2016 1 Plan • Drones – Architecture – Evolution • Capteurs – Gammes de capteur – Evolution • Application à l’environnement • Conclusion 2 2 Les Drones (aériens) De quoi parle-t-on : UAV, RPAS 3 3 Spectre de masse des différents drones selon le classement américain 4 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). - 5 Choix des sources d’énergie - Carburant - Batteries Electronique embarquée GPS+IMU (Inertial Motion Unit) Processeur 6 Evolution des drones -Nouvelles architectures -Ailes battantes -Convertible avion/hélico ONERA - Evolution des composants : endurance, distance transmission, vent, eau (immersion), vibrations 7 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) 8 - Plus autonome en énergie • Nouvelles batteries (pile à hydrogène) • Stations de charge • Câble • Laser • Solaire • Hybrides… Le marché (source IDATE)? En milliers de drone 9 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 10 [email protected] Bandes électromagnétiques 11 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… 12 Les capteurs imageurs • • • • • 13 Camera thermique Caméra proche-infrarouge Camera UV Camera couleur (RGB) Camera hyperspectrale Issus d’appareils photographiques Capteurs optiques 14 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 15 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) 16 16 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… 17