Approches de planification de trajectoires pour drônes autonomes : contrôle et stabilisation

Description :

L’objectif de cette thèse est de développer des méthodes avancées de planification et de stabilisation de trajectoires pour drones autonomes, en particulier pour les drones à voilure fixe. Ces derniers présentent des défis uniques en raison de leurs contraintes dynamiques, notamment leur incapacité à voler stationnairement ou en marche arrière. La démarche adoptée repose sur l’utilisation de modèles mathématiques, tels que le modèle de Dubins, afin de formuler et résoudre deux types de problèmes de trajectoire : **point-point** (guidage vers une cible spécifique) et **point-pattern** (suivi d’une figure géométrique prédéfinie). Des approches basées sur la théorie de Lyapunov-LaSalle et la stabilisation dynamique par la sortie seront explorées pour garantir la convergence vers la trajectoire désirée, tout en assurant robustesse et efficacité énergétique. Un aspect fondamental du travail concerne l’optimisation du temps de vol, un enjeu clé pour les drones à longue endurance. Toutefois, l’optimisation stricte du temps peut entrer en conflit avec les exigences d’observabilité, ce qui nécessite une analyse fine des compromis entre performance et stabilité. Enfin, la validité des approches théoriques sera testée à travers des expérimentations sur des quadricoptères et des drones à voilure fixe, avec des applications concrètes telles que la livraison autonome de colis. L’objectif est d’améliorer la fiabilité et l’autonomie des drones en environnement réel, en intégrant des stratégies d’évitement d’obstacles et d’adaptation aux conditions opérationnelles.