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1 « © CEA [2006]. Tous droits réservés. Toute reproduction totale ou partielle sur quelque support que ce soit ou utilisation du contenu de ce document est interdite sans l’autorisation écrite préalable du CEA » DTSI / Service Robotique Interactive GUENARD Nicolas Service Robotique et Interaction Email : nicolas.guenard@cea.fr UAV activity

2 « © CEA [2006]. Tous droits réservés. Toute reproduction totale ou partielle sur quelque support que ce soit ou utilisation du contenu de ce document est interdite sans l’autorisation écrite préalable du CEA » DTSI / Service Robotique Interactive UAV Applications for civil Security 3 sectors –Civil security in urban zone (Attack, terrorism,…) –Critical site monitoring (airport, nuclear site…) –Environment monitoring (fire of forest…)

3 « © CEA [2006]. Tous droits réservés. Toute reproduction totale ou partielle sur quelque support que ce soit ou utilisation du contenu de ce document est interdite sans l’autorisation écrite préalable du CEA » DTSI / Service Robotique Interactive Functions required UAV control –Attitude control –Altitude control –Automatic landing –translational Control in sending translational speed orders –Obstacles avoidance –Visual servoing with natural features –Automatic Localization / navigation (with or without GPS)

4 « © CEA [2006]. Tous droits réservés. Toute reproduction totale ou partielle sur quelque support que ce soit ou utilisation du contenu de ce document est interdite sans l’autorisation écrite préalable du CEA » DTSI / Service Robotique Interactive Environmental resistance –Resistance to the wind –rain, temperature… Autonomy –from 30’ to 1h00 or more … Communication –Video transmission in urban zone Accessibility - security –small and light – 1m and 1kg User-friendly Not dangerous for people around –careenage Rebound on obstacles Not dangerous for people around Functions required

5 « © CEA [2006]. Tous droits réservés. Toute reproduction totale ou partielle sur quelque support que ce soit ou utilisation du contenu de ce document est interdite sans l’autorisation écrite préalable du CEA » DTSI / Service Robotique Interactive Technological developments in order to satisfy required functions

6 « © CEA [2006]. Tous droits réservés. Toute reproduction totale ou partielle sur quelque support que ce soit ou utilisation du contenu de ce document est interdite sans l’autorisation écrite préalable du CEA » Prototype Autonomy :10min Weight : 700g 1 st version 2 nd version 3 st version

7 « © CEA [2006]. Tous droits réservés. Toute reproduction totale ou partielle sur quelque support que ce soit ou utilisation du contenu de ce document est interdite sans l’autorisation écrite préalable du CEA » DTSI / Service Robotique Interactive Technological developments UAV Control –Attitude control –Altitude control –Automatic take off and landing –Control in sending translational speed orders –Automatic obstacles avoidance –Visual servoing with natural features –Automatic Localization and navigation (with or without GPS) Sensors fusion: - Inertial - barometers - US

8 « © CEA [2006]. Tous droits réservés. Toute reproduction totale ou partielle sur quelque support que ce soit ou utilisation du contenu de ce document est interdite sans l’autorisation écrite préalable du CEA » DTSI / Service Robotique Interactive UAV Control –Attitude control –Altitude control –Automatic take off and landing –Control in sending translational speed orders –Automatic obstacles avoidance –Visual servoing with natural features –Automatic Localization and navigation (with or without GPS) Sensors fusion : - GPS - Inertial - Vision Technological developments

9 « © CEA [2006]. Tous droits réservés. Toute reproduction totale ou partielle sur quelque support que ce soit ou utilisation du contenu de ce document est interdite sans l’autorisation écrite préalable du CEA » DTSI / Service Robotique Interactive Technological developments

10 « © CEA [2006]. Tous droits réservés. Toute reproduction totale ou partielle sur quelque support que ce soit ou utilisation du contenu de ce document est interdite sans l’autorisation écrite préalable du CEA » DTSI / Service Robotique Interactive Use of the « AiRobot » UAV for SLAM applications Technological developments

11 « © CEA [2006]. Tous droits réservés. Toute reproduction totale ou partielle sur quelque support que ce soit ou utilisation du contenu de ce document est interdite sans l’autorisation écrite préalable du CEA » DTSI / Service Robotique Interactive Main problems to solve

12 « © CEA [2006]. Tous droits réservés. Toute reproduction totale ou partielle sur quelque support que ce soit ou utilisation du contenu de ce document est interdite sans l’autorisation écrite préalable du CEA » DTSI / Service Robotique Interactive Autonomy To improve the autonomy, the scale has to increase To be user-friendly (transport, accessibility…), the scale has to decrease –Battery technology evolution –Motorization optimization –Change the flight architecture (flapping wings) UAV Weight of 1kg = Autonomy of 15’ to 20’

13 « © CEA [2006]. Tous droits réservés. Toute reproduction totale ou partielle sur quelque support que ce soit ou utilisation du contenu de ce document est interdite sans l’autorisation écrite préalable du CEA » DTSI / Service Robotique Interactive Communication Difficulties to send a video link in urban zone. Increase the UAV autonomy - Autonomous Localization and Navigation - Obstacles avoidance Change the communication technology (use of a IP protocol)

14 « © CEA [2006]. Tous droits réservés. Toute reproduction totale ou partielle sur quelque support que ce soit ou utilisation du contenu de ce document est interdite sans l’autorisation écrite préalable du CEA » DTSI / Service Robotique Interactive Embedded computation capacity The current embedded controller is limited in computation New brushless motors now available will be able to improve the UAV payload. A New hardware is being to be designed with an embedded PC 104 in order to embed algorithms: - time execution of the algorithm reduced - better robustness against the bad quality of the video transmission.

15 « © CEA [2006]. Tous droits réservés. Toute reproduction totale ou partielle sur quelque support que ce soit ou utilisation du contenu de ce document est interdite sans l’autorisation écrite préalable du CEA » DTSI / Service Robotique Interactive Conclusions Current Technological developments are promising –UAV Law level control is powerful –First Result in localization and navigation –Obstacles avoidance based on the optical flow Improve and merge these functions in order to have an autonomous UAV for which the human intervention to control it is considerably reduced. Improve the embedded calculator in order to embed all the UAV algorithms