CNES Mag n°34 jui/aoû/sep 2007
CNES Mag n°34 jui/aoû/sep 2007
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°34 de jui/aoû/sep 2007

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Centre National d'Études Spatiales

  • Format : (210 x 280) mm

  • Nombre de pages : 68

  • Taille du fichier PDF : 6,9 Mo

  • Dans ce numéro : l'espace et les musées.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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J société society CNES/B. GUINDRE, 2007 Tournage du film Premiers pas sur Mars au Centre spatial de Toulouse. Filming of Premiers pas sur Mars (First steps on Mars) at the Toulouse Space Centre. 46 ROBOTIQUE PLANÉTAIRE Vers un premier robot européen autonome et intelligent Dans la perspective de la mission Exomars, l’équipe robotique du CNES a conçu un robot nouvelle génération, sous maîtrise d’œuvre Esa. En cours de validation au Sérom, site d’essais des robots mobiles installé sur le CST, les technologies et algorithmes de pointe bénéficient d’un terrain d’exercice inédit, dont le sol de pouzzolane simule la surface martienne. Si l’exploration planétaire a longtemps fasciné les hommes, elle a aujourd’hui résolument quitté le domaine du rêve pour celui de la recherche scientifique. De ce point de vue, les enjeux sont fondamentaux et l’on attend beaucoup de l’étude détaillée de l’environnement martien, par exemple, pour mieux connaître et donc comprendre l’origine du système solaire. Mener à bien cnesmag u JUILLET 2007
u LILIANE FEUILLERAC, pour le CNES à partir des explications de MICHEL MAURETTE for CNES, as explained by Michel Maurette ces investigations passait par des modes opératoires spécifiques autres que la seule cartographie des planètes à explorer. Les véhicules planétaires ont fait la preuve de leur adéquation à ces investigations. Toutefois, la première génération de ces robots présentait quelques insuffisances qui contrariaient les objectifs scientifiques et technologiques. Le premier problème à résoudre était celui de l’effet retard observé entre l’envoi de la commande et la réception de celle-ci. Pour les robots lunaires, ce délai varie seulement de 1 à 10 secondes, ce qui représente malgré tout un écart préjudiciable à la qualité d’intervention. Mais plus encore, la réactivation des missions martiennes imposait de réfléchir à l’autonomie des robots. En effet, le temps de latence induit par la transmission entre la Terre et Mars (soit une quarantaine de minutes) et l’ajustement au créneau de visibilité’du satellite rendaient inadéquat le pilotage par téléopérateurs depuis la Terre. UN CALCUL AUTONOME DE TRAJECTOIRE Pour contourner ce problème, la robotique planétaire s’est orientée vers la conception de robots mobiles autonomes. Dans la perspective de la mission Exomars, programmée pour 2013, l’équipe robotique du CNES a donc, depuis quelques années, investi beaucoup d’énergie dans la conception d’un modèle sous maîtrise d’œuvre Esa. Les phases d’études se terminent et devraient déboucher sur un passage en phase de réalisation fin 2007 pour aboutir, dans les prochaines années, au développement du modèle de vol. Le robot nouvelle génération est, notamment, équipé d’un calculateur de bord qui intègre la somme des algorithmes nécessaires à la mission, en particulier à un déplacement totalement autonome. Il utilise un banc de stéréovision spécifique ; deux caméras indépendantes et séparées par un entraxe mémorisent les images du proche environnement ; à chaque pixel de caméra est associée, par corrélation, la distance des objets. Le robot est en capacité d’analyser si son environnement est ou non navigable sans supervision au sol. Il peut ainsi, au sein des zones navigables, générer une trajectoire vers ledit objectif, jusqu’à la limite du connu. Il procède ensuite par succession de cycles. Pendant la phase d’exécution des tâches, le robot peut stocker les informations. Il vide sa mémoire, de manière sélective, exclusivement au moment du passage en visibilité du satellite. À l’automne 2007, de nouvelles expériences vont tenter de faire évoluer le robot de la situation « autonome » à la situation « intelligente ». De nouveaux algorithmes seront testés pour mettre le robot en capacité d’atteindre un objectif final déterminé avec précision. L’INTÉGRATION DE SYSTÈMES COMPLEXES Les études se poursuivent pour conforter l’autonomie du robot et faire face à des situations aléatoires ou complexes. Une expérimentation de contrôle de trajectoire est en cours de développement. En l’absence de champ magnétique sur Mars, le robot, dépourvu de système de localisation, doit pouvoir, de façon autonome et fiable, exécuter sa trajectoire. Une caméra pointée au sol poursuit des points caractéristiques du relief. Via le calculateur de bord, ces images seront interprétées, le déplacement du robot vérifié et, au besoin, la trajectoire infléchie. Toutes ces progressions font l’objet de tests sur le site du Sérom (site d’essai c CNES/B. GUINDRE, 2007 Prototype du robot nouvelle génération au déplacement autonome. Prototype new-generation smart rover. Planetary rovers A first smart, autonomous rover for Europe The robotics team at CNES has designed a new-generation rover for ESA’s ExoMars mission. Leading-edge technologies and algorithms are currently undergoing validation on a pozzolan proving ground simulating the surface of Mars at the Toulouse Space Centre’s rover test facility. s Planetary exploration has long held a fascination for humans, but today it is no longer just a dream and has truly entered the realm of scientific research. Indeed, scientists are expecting to gain many new insights into fundamental questions about the origins of the Solar System from studying the Martian environmentup close. But such investigations require more than simply mapping planet surfaces, calling for planetary rovers to gather information in situ. Early rover designs had a number of drawbacks that thwarted science and technology aims, not least the time delay between sending and receiving commands. For lunar rovers, the latency is only 1 to 10 seconds, but it still impacts mission quality. On Mars, it is something like 40 minutes, making it impossible to control rovers remotely from Earth during the short window when they can be seen by an orbiter. For this reason, rovers need to be designed with autonomy built in. Autonomous trajectory calculation To overcome this obstacle, planetary robotics researchers started to focus on the design of an autonomous rover. With an eye on the ExoMars mission scheduled for 2013, the robotics team at CNES has been hard at work for several years now designing a model for the mission’s prime contractor ESA. The study phases are nearing completion and flight model development should get underway late this year. The new-generation rover’s onboard computer stores a suite of algorithms needed for it to move around autonomously and accomplish its mission. It uses a dedicated stereovision system consisting of two separate cameras that each record pictures of the immediate environment. The distance of features in the picture is correlated to each camera pixel. The rover can therefore analyse whether it is able to navigate through terrain unsupervised and generate a trajectory to a targeted point. It proceeds in cycles, storing data during c 47 JUILLET 2007 u cnesmag



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