Calcul dynamique de chemin par des drones autonomes en essaim compact dans le cadre de missions en environnements complexes

par Ema Falomir Bagdassarian

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Serge Chaumette et de Gilles Guerrini.

Soutenue le 17-12-2019

à Bordeaux , dans le cadre de École doctorale de mathématiques et informatique , en partenariat avec Laboratoire bordelais de recherche en informatique (laboratoire) .


  • Résumé

    Les drones sont aujourd’hui devenus des outils incontournables dans de nombreux domaines, aussi bien civils que militaires. Afin de diminuer la charge de travail de leurs opérateurs, certaines étapes des missions qui leur sont confiées peuvent être automatisées, jusqu’à atteindre l’autonomie complète de la plateforme qui opèrera sans intervention humaine. La mobilité en environnement complexe est une problématique majeure à traiter lorsqu’il est question d’autonomie. En effet, un drone qui découvre son environnement au fur et à mesure de ses déplacements doit régulièrement calculer un chemin vers son point cible, chemin qui doit éviter les obstacles présents sur le trajet. Dans ce contexte, la contribution principale de cette thèse est une méthode de calcul de chemin pour un drone autonome évoluant en environnement complexe. De plus, si la mission est trop complexe pour être réalisée par un seul drone (par exemple car elle nécessite l’utilisation de nombreux capteurs ou se déroule sur une zone étendue), alors on utilise un essaim composé de plusieurs appareils autonomes, qui pourront, collaborativement, remplir la mission donnée. En revanche, même si l’utilisation conjointe de plusieurs plateformes collaboratives permet d’augmenter les performances du système global, de nouvelles problématiques apparaissent, telles que la gestion des communications et l’évitement des drones voisins. La méthode de calcul de chemin que nous proposons prend en compte ces problématiques et est donc adaptée à l’utilisation par les drones d’un essaim.

  • Titre traduit

    Dynamic calculation of paths by autonomous drones forming a compact swarm, for missions in complex environments


  • Résumé

    Drones are major tools today to perform numerous tasks in a wide range of operations, both for military and civil activities. In order to reduce operators’ workload, some parts of the drones’ missions can be automated, until achieving a full autonomy of the platforms, which will reach their mission without any human intervention. Path planning is a major task to achieve autonomy. Indeed, the drones have to detect obstacles while it discovers its environment and dynamically calculate a path avoiding obstacle and allowing to fulfil their mission. In this context, our main contribution is a path planning method for an autonomous drone evolving in complex environment.Furthermore, the variety of tasks one would like to achieve increases quicker than the capacity of a single UAV, therefore one can use a swarm composed of several autonomous platforms. Usage of several drones increases the number and/or the variety of sensors, and the collaboration between them enhance the global system capabilities by supporting some form of resilience. However, swarming introduced new issues, such as communications and drone avoidance. Our path planning method considers these problematics and then, is adapted for drones forming a swarm.


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