Decentralized Control of Groups of Autonomous UAVs - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2021

Decentralized Control of Groups of Autonomous UAVs

Vol d'un essaim de drones en formation

Résumé

Many works have been devoted to the contribution of robots in various domains and the number ofpotential applications rises up when the system is composed of several robots, called Multi-RobotsSystems (MRS). The coordinated movement of the members of the group, taking into account robustnessconstraints, is a main problem. There exists and abundant literature about coordination methods fordistributed and decentralized robotic systems. Different approaches are mentioned, from leader-followers(LF) schemes, to swarming technics, including distribed algorithmics. A second issue is often addressed.The way information is exchanged between machines and the quality of the communication links betweenthem including waves perturbations. The current work aims at proposing some solutions for making flyinga group of UAVs in a coordinated way, taking into account perturbations. The document presents threemain contributions. First a decentralized high level controller for a Leader-Follower formation flight controlof UAVs is proposed. The second contribution remains a LF formation scheme but without communicationbetween UAVs. Finally, the thrid contribution is a decentralized algorithm for the alignment of threemachines without communication and without any distance measure between them, the method relying onthe sole measure of angles.
De nombreux travaux ont montré que l’apport des robots était significatif pour de nombreux domaines et l'éventail des applications s’élargit encore lorsque le système est composé de plusieurs robots : Multi-Robot System (MRS). Parmi les principaux problèmes que posent les MRS, le déplacement coordonné du groupe, avec la prise en compte de contraintes de robustesse est central. La littérature dans le domaine des MRS, riche de travaux s’intéressant aux problèmes de coordination dans les systèmes décentralisés et distribués, mentionne plusieurs types d’approches, depuis les schémas Leader-Followers(LF) jusqu’aux techniques de vol en essaim en passant par l’algorithmique distribuée. Un second problème est souvent abordé, il s’agit de la manière dont les informations transitent entre les machines ainsi qu'à la qualité des communications et des perturbations pouvant les affecter. Ce travail de thèse a pour objectif d’apporter des solutions pour le vol en groupe dans le cadre d’approches décentralisées et distribuées. Les algorithmes présentés dans ce manuscrit prennent en considération des conditions réalistes pour les communications, pour les référentiels considérés ainsi que pour la localisation des machines. Les trois contributions proposées sont : (1) un contrôleur de haut niveau pour le vol en formation dans un schéma de type Leader-Followers (LF), (2) un schéma LF pour le vol en formation mais en l’absence de communications entre les robots et (3) un algorithme pour l’alignement de trois machines sans communication entre elles et sans aucune mesure de distance, toujours dans un contexte décentralisé.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03937831 , version 1 (13-01-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03937831 , version 1

Citer

Mark Bastourous. Decentralized Control of Groups of Autonomous UAVs. Robotics [cs.RO]. Normandie Université, 2021. English. ⟨NNT : 2021NORMLH31⟩. ⟨tel-03937831⟩
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