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Fiche détaillée Thèses
Université Pierre et Marie Curie - Paris VI (23/01/2012), Philippe BIDAUD (Dir.)
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Contribution à la commande de voiliers robotisés
Miguel Angel Romero Ramirez1

Depuis quelques années, les océanographes et les climatologues expriment un besoin croissant de disposer de moyens de mesures complémentaires pour réaliser des mesures en mer. Les voiliers autonomes sont un moyen potentiel de déploiement des capteurs nécessaires à ces mesures. Le problème abordé dans le cadre de cette thèse est la détermination à tout instant d'un cap navigable permettant aux voiliers robotisés de se déplacer vers un objectif aussi vite que possible tout en évitant les obstacles et en s'adaptant aux conditions instantanées de vent. Nous proposons deux approches de sélection d'un cap navigable pour atteindre un point ou une liste de points de navigation défini par un opérateur humain. La première est similaire à celle utilisée par les skippers humains. Elle se base sur la minimisation d'une fonction de coût exploitant la projection des vitesses représentées dans la courbe polaire caractéristique du voilier sur la route direct vers l'objectif. Une seconde fonction de coût permet de tenir compte de la présence potentielle d'obstacles. %Le premier est basée sur des fonctions de coût fondées sur la stratégie de projection des vitesses représentées dans la courbe polaire caractéristique du bateau, méthode amplement utilisée par les skippers humaines. La deuxième approche repose sur la méthode des champs de potentiel. La particularité de cette approche tient au fait que les capacités de propulsion du voilier, représentées par sa courbe polaire de vitesse, sont traduites par des potentiels locaux qui se déplacent avec le voilier. Cette méthode présente l'avantage d'unifier la représentation des contraintes de la navigation à voile et des tâches à réaliser. Ces différentes méthodes sont illustrées par des simulations numériques ainsi que des essais expérimentaux.
1 :  ISIR - Institut des Systèmes Intelligents et de Robotique
SIMA
voilier autonome – voilier robotisé – champs de potentiel – logique floue – navigation autonome – véhicule autonome de surface

Contribution to robotic sailboats command
For a number of years, oceanographers and climatologists have been expressing the increasing need to have additional means in order to realize offshore measures. Autonomous sailboats are potential tools for helping to deploy the sensors required to carry out such tasks. In this thesis we address the problem of the determination of a navigable course for an autonomous sailboat, which is able to adapting itself to the immediate conditions of wind while guaranteeing obstacle avoidance. We propose two different approaches which can generate an admissible reference heading to drive the sailboat towards one or more desired waypoints specified by a human operator. The first technique based on cost functions is grounded on the strategy of speeds projection represented in the sailboat characteristic polar curve, a method which is widely used by human skippers. The second technique is based on the potential fields theory which has the advantage of unifying the representation of the sailing navigation constraints and the tasks to be realized. Simulation and experimental results are presented.
autonomous sailboat – robotic sailboat – potential fields – fuzzy logic – autonomous navigation – autonomous surface vehicle