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COLMENARES VAZQUEZ Josue

Conception et navigation d'un véhicule hybride terrestre et aérien

 

Directeur de thèse :     Nicolas MARCHAND

Co-encadrant :     José-Ernesto GOMEZ-BALDERAS

École doctorale : Electronique, electrotechnique, automatique, traitement du signal (eeats)

Spécialité : Automatique et productique

Structure de rattachement : Autre

Établissement d'origine :

Financement(s) : bourse attribuée par un gouvernement étranger

 

Date d'entrée en thèse : 01/12/2013

Date de soutenance : 28/06/2018

 

Composition du jury :
M. NICOLAS MARCHAND,CNRS DELEGATION ALPES, Directeur de thèse
M. MOHAMED BOUTAYEB,UNIVERSITE DE LORRAINE, Rapporteur
M. FRANCK RUFFIER, CNRS DELEGATION PROVENCE ET CORSE,Examinateur
M. PEDRO GARCIA-GIL,UNIVERSITE DE VALENCE - ESPAGNE, Rapporteur
M. PEDRO CASTILLO, CNRS, Invité
M. JOSE-ERNESTO GOMEZ-BALDERAS, UNIVERSITE GRENOBLE ALPES,Invité

 

Résumé : Résumé :
Ce travail porte sur la conception d'un véhicule hybride qui puisse rouler ou voler si nécessaire. Une révision des prototypes actuels est faite et ensuite il est proposé un nouveau type de véhicule avec des propriétés améliorées. Ce véhicule se constitue d'un quadrirotor avec deux roues passives sans aucun servomécanisme additionnel. Le modèle de ce véhicule a été développé et quelques algorithmes de régulation automatique ont été développés pour chaque mode d'opération : par terre ou dans l'air. Ces algorithmes ont été validés dans un premier temps via des simulations numériques. La dernière section décrit la salle MOCA et le système utilisé pour obtenir la position et l'orientation du véhicule. En outre, on a fait des expériences pour valider les stratégies de commande développées. D'autres expériences ont été fait pour valider le fait que le véhicule peut suivre des trajectoires terrestres et aériennes. Finalement, un observateur a été utilisé pour identifier le moment où le véhicule fait contact avec le sol. Ce fait nous a permis de changer du mode aérien vers le mode terrestre sans besoin d'utiliser des capteurs additionnels.
Summary:
This works is focused in the conception of a hybrid vehicle with the ability to fly or roll over the ground when necessary. A revision of the present prototypes is made and then a new prototype is proposed with enhanced characteristics. The prototype consists of a quadrotor with two additional passive wheels without any other additional servomechanism. The modeling of each operation mode is exposed and then a model for the hybrid form is proposed. In the next section, some control algorithms have been developed for each operation mode: on ground or in air. These algorithms are validated via numerical simulation in the first instance. The last section describes the MOCA room and the system used for capturing the position and attitude of the vehicle. Also, experimental tests were made in order to validate the developed control strategies. It was also validated that the vehicle can follows aerial and terrestrial trajectories. Finally, an observer is implemented in order to identify the moment when the vehicle touches the ground. This knowledge is used to switch from air mode to ground mode without the need of additional sensors.


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