Méthodes d'asservissement visuel pour l'appontage d'hélicoptères

par Quang Huy Truong

Thèse de doctorat en Automatique et Robotique

Sous la direction de Jean-Marc Biannic et de Thomas Rakotomamonjy.

Soutenue le 31-05-2018

à Toulouse, ISAE , dans le cadre de École doctorale Systèmes (Toulouse ; 1999-....) , en partenariat avec Equipe d'accueil doctoral Commande des systèmes et dynamique du vol (Toulouse, Haute-Garonne) (équipe de recherche) et de Office national d'études et recherches aérospatiales. Département Traitement de l’Information et Systèmes (DTIS) (laboratoire) .

Le jury était composé de Sophie Tarbouriech, Guillaume Varra.

Les rapporteurs étaient Nicolas Marchand, Rachid Outbib.

mots clés

• Contrôle-Commande
• Qualité de Vol
• Asservissement visuel
• Anti-Windup
• Simulations temps-Réel
• Hélicoptères
• Commande automatique

Résumé

Cette thèse s’inscrit dans le domaine de l’automatique, et a pour but de fournir des outils utiles à l’atterrissage en mer d’hélicoptères (sur navire ou plateforme) et employés dans le cadre d’un potentiel pilotage automatique. L’objectif a donc été de développer une série de lois de commande pilotées manuellement, puis commandées de façon autonome à l’aide d’informations caméra. Les lois ainsi développées à l’aide de modèles dynamiques d’hélicoptères, limitations mécaniques incluses, se basent sur les critères de Qualité de Vol issus de la norme ADS-33. L’ensemble a fait appel à une approche anti-windup pour améliorer la robustesse face aux situations d’actionneurs en saturation. Enfin les lois issues de ces travaux ont été testées en temps-réel sur le banc de pilotage d’hélicoptères de l’ONERA Salon-de-Provence.

mots clés

• Automatic & Control
• Flying Qualities
• Visual Servoing
• Anti-Windup
• Realtime simulatiSimulations teons

Titre traduit

Visual servoing methods for helicopter ship landing

Résumé

This thesis is related to the automatic & control engineering field, and itsmain goal is to provide useful tools for ship landing missions, tools that can be used fora potential autopilot. The objective has been to develop a series of control laws manuallypiloted, then automatically controlled by visual servoing using identified image features. Thelaws developped thanks to helicopter models with mechanical limitations were based on flyingqualities criteria from the ADS-33 standard. The process also defines an anti-windup approachto cope with actuator saturations. Finally the main results were assessed in real time withthe ONERA rotorcraft flight test bench at ONERA Salon-de-Provence.