Karstex
Architecture Robotique

Luc Jaulin, Lionel Lapierre, Alain Bertholom
Mirado Rajaomarosata, Quentin Brateau


Lab-STICC UBO ENSTA Bretagne DGA ROBEX Sperob

Ce site concerne le cours Architecture Robotique pour les étudiants de 3ième année de l'ENSTA-Bretagne pour l'année 2023-24




Consignes

Chaque étudiant devra faire un mini-cours devant ses camarades. Ce cours devra lié au projet et sera noté.
L'outil de gestion de version pour les logiciels développés sera Github. Le rapport final sera à faire sous Lyx/Latex, en anglais.
L'auteur de chaque partie du rapport doit être identifié afin de permettre une notation.
Une vidéo présentant le projet devra être faite.
La soutenance finale se tiendra en février. Chaque étudiant devra parler au moins 3 minutes devant un jury composé de plusieurs enseignants. Il faudra bien expliquer votre contribution.




Introduction

Robots have to explore an underwater karst.




Teachers

Lionel Lapierre, Professeur en robotique
Luc Jaulin, Professeur en robotique.
Alain Bertholom, ingénieur de recherche
Mirado Rajaomarosata, doctorant à l'ENSTA-Bretagne.
Quentin Brateau, doctorant à l'ENSTA-Bretagne.




Tâches

Chaque étudiant doit avoir une responsabilité bien définie. Ces responsabilités se définiront et se préciseront au cours du projet.




Plateforme collaborative


We use Gitlab for the version management of the software and documents :

We may use Latex (Overleaf) or Lyx to write the final document.




Fichiers

Présentation de Lionel sur l'exploration karstique:

MNT des Fontanilles : karstex_fontanilles.stl
Répartition des compétences :
Compte-rendu du vendredi 17 novembre :
Présentation de Quentin sur l'architecture électronique de commande :

Vidéo de visite du Karst de Coudoulières qui pourra servir à ceux et celles qui traitent du flux optique:



Tableau des tâches








Journal

Lundi 13 novembre, pm
Présentation du projet 'Karstex'.
Un exercice sur une exploration 2D a été donné. Il faudra rendre une vidéo de simulation avant dimanche 19 novembre minuit.



Vendredi 17 novembre, am
Découpage du projet, formation des groupes.

Dans les idées possibles :
- Reconstituer un environnement de karst virtuel à partir d'un karst existant et déjà cartographié.
- Développer un modèle d'AUV pour la simulation. Il sera composé de deux corps reliés par un servo-moteur, un unique propulseur et deux ballasts
- Développer les lois de contrôle pour cet AUV avec le réglage des ballasts pour choisir sa profondeur et son assiette.




Lundi 20 novembre, pm
13h30. Découpage des tâches.
15h. Cours de Quentin Brateau : électronique du futur robot que l'on pourrait appeler 'Karstix' en reference aux deux robots sous-marins Asterx et Idefx d'Ifremer.
Vous devrez rendre votre travail avant dimanche soir 26/11 minuit.



Lundi 27 novembre, pm
13h30. Mini cours de Samy.
15h. Avancées groupe par groupe
A la fin de la séance, voilà une partie de choses qu'il faudrait penser à faire rapidement:
- Des équations d'état pour Karstix semblent avoir été trouvées. Il faudrait passer à l'explication (sous la forme d'un mini-cours) et les valider à l'aide d'une simulation.
- Pour la simulation, il y a un risque à compter sur un plugin Gazébo. Ca mérite  d'être testé, mais en parallèle, il faut penser à mettre dans le simulateur  nos propres équations. Voir avec Quentin. Il a été confronté à ce problème pour la simulation du Riptide.
- Il faudrait faire un observateur d'état (de type Kalman) pour retrouver la vitesse de descente de Karstix (un modèle 2D suffit). Les capteurs à utiliser sont l'IMU qui donne l'assiette et le capteur de pression.
- A priori on ne disposera que de trois échosondeurs (à monter devant en triangle équilatéral par exemple).
- Il faudrait faire une simulation de régulation dans le karst des Fontanilles avec les trois echosondeurs en triangles et sans DVL pour voir si c'est possible. On pourrait d'abord considérer un modèle de Dubins (avant de passer à Karstix). - Commencer la conception des deux ballasts et viser la fabrication rapide.
- Avancer sur la conception mécanique de Karstix, avec des plans précis.




Lundi 4 décembre, pm
13h30. Pas de mini cours
15h. Avancées groupe par groupe

Globaliser le simulateur. Il faut un chef logiciel
Penser à une solution basée vision.
Transfert de masse (si faire deux ballasts trop complexe)




Lundi 11 décembre, pm
13h30. Mini cours de Tristan Le Floch sur la commande par retour de sortie par ballasts
15h. Avancées groupe par groupe

On achète deux ballasts
Avancée des plans méca
Simulation gazébo presque fonctionnelle




Rapport. Le rapport rendu est donné ci-contre :








Mini cours

Samy Bourzoufi

Title: Double Ballast system
Date: 27/11/2023
Abstract: The goal of this study is to evaluate the stabilization of a system including two ballasts in a two dimensionnal space. Using dynamical equations, we obtains the general behavior of the system according to the volume of water inside the ballasts, and thus build a command in order to regulate the height and the orientation of the system. Finally, from extreme cases of buoyancy we obtain inequalities which we can size our system's volume and mass with.