En 2013, nous sommes partis du constat que pour produire un retour sur investissement dans les opérations, les drones devaient à la fois être sûrs, fiables, sécurisés, mais aussi automatiques et autonomes en décision. Pour passer à l’échelle industrielle, il fallait tout de suite considérer non pas 1 drone mais plusieurs, au minimum, pour assurer un remplacement ou une continuité d’opération.
Aujourd’hui, cette technologie est intégrée dans plusieurs systèmes par les équipes de la division Unmanned System, petite « PME » au sein du groupe Scalian, que nous avons créée en 2016, spécialisée dans les systèmes avancés à base de drones et qui poursuit son développement et sa commercialisation à travers les différents projets.
EZ CHAINS est donc une technologie embarquée dans des drones qui les dote d’une autonomie de décision et de capacités de collaboration entre eux. Technologie qui se veut sûre et permet d’automatiser les opérations de drones pour tenir les objectifs de la mission ou les adapter dynamiquement, en se passant de télés-pilotes ou plutôt en les élevant au rang de responsable en dernier recours de la reprise en main des aéronefs essentiellement pour des raisons de règlementation, car hors vue ou de nuit, et même parfois à proximité, le pilote n’est capable de faire mieux que le drone lui-même.
EZ-CHAINS se présente sous la forme d’un calculateur compagnon avec un petit hardware et beaucoup de software. Mais il peut aussi s’intégrer dans une architecture software existante disposant d’un OS hyperviseur qui garantirait suffisamment de bande passante CPU à la partition EZ-CHAINS.
Simulation de largage
EZ-CHAINS est tout d’abord un logiciel pour des fonctions de sécurité et de navigation, en se basant sur l’ensemble des équipements, capteurs et actionneurs dans le drone. Ce logiciel donne au drone des capacités de décision embarquée, lui permettant par exemple d’évoluer dans des zones autorisées, éviter des zones interdites, de poursuivre sa navigation en l’absence de radio communication ou de chercher une zone d’atterrissage de secours dans son environnement proche, ou encore d’adapter sa navigation en fonction d’informations venant du sol ou de sa charge utile. Plus largement ce logiciel va assurer toutes les mises en repli de sécurité sans pour autant arrêter la mission.
Ce logiciel implémente une architecture d’un système multi-agents, où la décision n’est pas centralisée mais distribuée dans chacun des drones en fonction des informations, stimuli, actions, rôles et capacités liés à sa configuration individuelle. Chaque agent va partager ses informations avec les autres agents de façon à atteindre l’objectif global de la mission dans les meilleures conditions. Grâce à la collaboration avec d’autres systèmes et d’autres objets, dans lesquels j’inclus évidemment d’autres aéronefs identifiés, cela permet de réaliser des missions complexes, qui durent dans le temps, ont une résilience aux aléas, avec un haut niveau de service. Les drones et les systèmes qui les mettent en œuvre peuvent donc atteindre un niveau d’opération garanti par la continuité et l’adaptation permanente de la mission.
Avec cette technologie qui se veut drone agnostique, on peut faire collaborer des drones pour des vols en formation, comme pour synchroniser la captation de multiple caméras et garantir en temps réel le recouvrement géographique des prises de vue ou leur synchronisation temporelle. On peut aussi définir des comportements en essaim ou en flotte, de façon à garantir une qualité ou une continuité de service ou une multiplication des tâches réalisées. Il est aussi possible d’agréger des compétences de drones spécialisés pour réaliser des missions complexes.
Les fonctions avancées
EZ-CHAINS dispose d’une architecture logicielle avec de multiples composants techniques ou fonctionnels qui peuvent être agrégés en fonction des services et capacités que le système doit proposer aux opérateurs ou nécessaires pour réaliser les opérations dans des conditions définies. En plus des fonctions de navigation automatiques, de gestion du geofencing statique ou dynamique et de mises en repli pour assurer la sécurité déjà évoquées, EZ-CHAINS dispose de fonctions d’atterrissage de précision, de partage d’informations GPS RTK, de Détection Reconnaissance Identification, de suivi d’objet ou individu, d’utilisation de réseaux radios maillés. D’autres composants complémentaires sont aussi en préparation pour continuer de sécuriser et automatiser les opérations, avec le contrôle de la signature électromagnétique de la zone d’évolution, et la prise en compte de station météo ou de systèmes d’information tel que UTM.
EZ-CHAINS est aussi une chaîne outillée qui permet à la fois la préparation d’une mission, sa simulation complète avec la possibilité de mettre en œuvre les composants réels dans des tests SITL ou HITL et de générer des défauts, avaries ou des conditions de vol qu’il n’est pas possible de réaliser en vrai, et vérifier ainsi le comportement du système dans ces situations. Ces mêmes outils permettent la supervision de la mission tout au long de son déroulement, en offrant un jumeau numérique de l’ensemble de la flotte, avec la possibilité d’agir en temps réel avec des commandes de haut niveau.
COMP4DRONES
Pour aller plus loin dans la modularité des systèmes de drones et d’opérations avec un haut niveau de sûreté by design, Scalian contribue depuis 2019 au projet COMP4DRONES avec 50 autres partenaires européens et s’attache à rendre les composants EZ-CHAINS plus sûrs et plus interopérables avec ceux d’autres acteurs. L’objectif du projet est de démontrer que la conception des systèmes et leur mise en œuvre bénéficie de gains en matière de sécurité, de fiabilité, de sûreté, de coûts à terminaison, mais aussi d’industrialisation et de productivité des systèmes à base de drones dans des usages civils.
En conclusion
Cette technologie, vous l’avez compris est un « middleware – chef d’orchestre » drone et plus largement robotique ou objets communicants. En tant qu’éditeur de cette technologie, le CEN Unmanned Systems collabore avec les autres Centres d’Expertises Nationaux (CEN) du groupe dans les projets de transformation digitale, où les drones en tant qu’outils précis et automatisés, apportent une vraie solution industrielle dans la chaîne de valeur du client final.
