Articles Tagués ‘GPS’

La navigation visuelle comme alternative au GPS

Publié: 15 septembre 2016 dans C4ISR et CMI, Electronique de défense, Non classé
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Le GPS est aujourd’hui tellement répandu que l’on oublie même son usage, à moins que l’on se trouve dans un tunnel. Mais les combattants sur le terrain doivent, quant à eux, compter sur un système fiable et continu. Or de nombreux facteurs peuvent affecter la réception du signal : le terrain lui-même, notamment en environnement urbain, ou le brouillage volontaire ou non du système.

Afin de maintenir cette capacité critique de géolocalisation, les ingénieurs du CERDEC (Command Communications-Electronics Research, Development and Engineering Center), une unité de l’Armée de Terre américaine, ont imaginé se fonder sur l’utilisation d’une micro-caméra. L’idée est ainsi de faire de la navigation visuelle : la caméra rapide capture les images haute définition (pouvant ainsi capturer les détails les plus fins) de l’ensemble des amers visuels (objets, points caractéristiques) lors du déplacement du combattant. Un système doit ensuite comparer ses images, afin de déterminer la direction et la vitesse de déplacement. Pour davantage de précision, le système est couplé à une mini-centrale inertielle (IMU : inertial measurement unit) comprenant un ensemble de capteurs dont des accéléromètres et des gyroscopes.

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En termes de déploiement, une première version sera destinée (sans doute en 2022) à être disposée sur un véhicule, avant d’envisager une application au combattant débarqué. Une telle version embarquée a d’ailleurs été récemment testée sur une autoroute américaine (ce qui peut difficilement être considéré comme un test démonstratif, en particulier compte tenu de l’extrême continuité du terrain).

Cependant, une version « combattant débarqué » a également fait l’objet d’un test et a permis de maintenir la trajectoire initialement prévue, en l’absence de tout signal GPS. On peut d’ailleurs imaginer des retombées immédiates d’une telle technologie dans le domaine civil – qui, à l’inverse, a fourni des technologies de navigation visuelle, accompagnant l’essor des véhicules autonomes.

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La limitation, en termes de performances, provient aujourd’hui de l’absence d’estimation de la profondeur. Pour ce faire, il serait nécessaire de déployer des caméras capables de vision stéréo (ce qui risque d’avoir un coût notamment en termes d’encombrement et de puissance électrique embarquée nécessaire).

D’autres alternatives sont en cours d’examen. Les mêmes ingénieurs du CERDEC imaginent ainsi pouvoir déployer des « pseudolites » : des pseudo-satellites, opérant à basse altitude, et permettant de diffuser un signal fort, difficile à brouiller.

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Ces pseudolites peuvent opérer sur une plate-forme, une montagne, ou un avion volant à basse altitude. Ils comprennent un système de réception et un système de transmission : la réception est en fait un système de navigation (qui se connecte, lui, à un GPS), et un système de diffusion de sa position. Le schéma ci-dessous illustre le principe.

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Indépendamment de ces technologie, on ne peut trop conseiller de maintenir le niveau de formation élémentaire de nos militaires : difficile en effet de brouiller une carte et une boussole!

SpaceX gagne son premier contrat de défense… et fait atterrir son lanceur Falcon 9

Publié: 6 Mai 2016 dans Aéronautique, Espace, Non classé
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La société SpaceX n’a décidément pas fini de faire parler d’elle. Elle annonce aujourd’hui avoir réussi ce matin à faire atterrir le premier étage de son lanceur Falcon 9 sur une barge à 600 km au large de la Floride, après un lancement de satellite vers une orbite géostationnaire. Et, dans le même temps, elle vient de remporter son premier contrat militaire pour un montant de 82.7 M$.

Revenons un instant sur l’atterrissage de Falcon 9. Ce n’est pas la première fois que SpaceX réussit à faire atterrir son lanceur sur une barge en pleine mer. Toutefois, l’exploit ici consiste à le faire après le lancement d’un satellite vers une orbite géostationnaire, donc très haute. Le lanceur redescend dans l’atmosphère à environ 2km/s, ce qui nécessite un freinage important – donc un échauffement fort – pour permettre de récupérer le véhicule. L’impressionnante video est visible ci-dessous :

Cela met donc SpaceX en position de challenger vis-à-vis de la joint-venture entre Boeing et Lockheed Martin, United Launch Alliance (ULA). Et justement, c’est la première fois qu’une autre société que ULA est retenue par le gouvernement américain pour une mission de lancement de satellite militaire. Pas si surprenant que cela : le prix annoncé par SpaceX représentait une économie de 40% ( !) par rapport au prix estimé par ULA.

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La mission consiste à mettre sur orbite un satellite GPS III militaire en mai 2018. Mais le prix ne fait pas tout : en raison des tensions entre les Etats-Unis et la Russie, le congrès américain a interdit l’utilisation du moteur utilisé par les lanceurs ULA : le moteur russe RD-180. Laissant ainsi la porte ouverte à SpaceX.

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Une nouvelle ère s’ouvre donc pour la société du milliardaire Elon Musk, qui avait attaqué en justice l’US Air Force en 2014 en estimant illégal le monopole de fait d’ULA. Cette dernière  cherche à rattraper son retard en établissant un partenariat avec les sociétés Blue Origin et Aerojet Rocketdyne, pour développer un moteur 100% américain, et lui permettre de concurrencer SpaceX. Il s’agit aujourd’hui du premier contrat d’une série de 9, destinés à mettre en orbite des satellites militaires Une longue bataille en perspective, mais sans doute des économies importantes pour le programme spatial militaire américain à la clé.

Un système d’aérolargage intelligent utilisant la vision artificielle

Publié: 22 janvier 2016 dans Aéronautique, Informatique et IA, Non classé
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Le largage de précision a pour objectif de livrer par parachute de l’équipement, des colis, des munitions, à une hauteur variant entre 125m (400 pieds) et 7600m (25 000 pieds environ) d’altitude, en fonction de la méthode choisie : utilisation de la gravité, ou éjection de la charge dans le second cas. Il a pour objectif de renforcer la logistique de théâtre, de ravitailler des garnisons ou des unités isolées en environnement hostile.

Mais au-delà de l’éjection, un second problème consiste à atterrir avec précision à l’emplacement visé (en particulier lorsque l’aérolargage est effectué au profit des Forces Spéciales). En ce cas, des parachutes guidés de type « aile » (parafoils) peuvent être utilisés, et pour permettre un guidage optimal, des solutions de « parachute intelligent » ont été développées.

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Le plus connu est le système américain JPADS, pour « joint precision airdrop system », en service depuis 2006 en Afghanistan. Il s’agit d’une famille comprenant principalement 4 systèmes autonomes, guidés grâce à un GPS couplé à des servomoteurs directement reliés aux suspentes, et largués à des altitudes allant jusqu’à 25 000 pieds. Ils permettent de guider une charge au sol, avec une précision de l’ordre de 50 mètres. D’autres solutions du même type existent comme le Paralander développé par Cassidian, le DragonFly, l’Onyx ou des solutions de type parafoils motorisés.

Mais le GPS est susceptible d’être brouillé ou perturbé soit par des systèmes de guerre électronique, soit même par des solutions bon marché et compactes, accessibles au grand public. Pour contrer cette menace, les développeurs du JPADS l’ont doté d’un nouveau système de guidage qui utilise la vision artificielle.

L’idée est ainsi de munir le système de guidage d’un boitier AGU (aerial guidance unit) muni d’une caméra qui regarde le sol, et compare l’image optique avec une imagerie satellitaire entrée en préparation de mission dans la base de données de l’AGU. En lieu et place du GPS, le système utilise des indices visuels pour réaligner le guidage en fonction des données optiques recueillies.

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Evidemment, en cas de largage nocturne, ou de couche nuageuse importante, la solution se révèle limitée. L’US Army (Army’s Natick Soldier Research, Development and Engineering Center ou NSRDEC) travaille donc aujourd’hui avec la société Draper, conceptrice du JPADS, pour surmonter ces difficultés, en utilisant des capteurs infrarouges, ou en utilisant une combinaison de systèmes de guidage visuels/GPS.

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Les premiers tests réalisés (photos ci-dessus) ont néanmoins permis de confirmer l’intérêt de l’approche, avec une précision satisfaisante de largage, alors qu’aucune donnée GPS (et en particulier pas de données sur la position initiale de l’avion) n’a été utilisée. La même approche, si elle se révèle suffisamment robuste, pourrait être à terme utilisée pour le guidage de drones, ou le largage HALO (haute altitude, basse ouverture) de chuteurs opérationnels.

Un dispositif français de géolocalisation hybride original

Publié: 2 octobre 2015 dans Contre-terrorisme, Electronique de défense
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2 Pingers U + gaine thermo-soudée +pièce + fond blanc

La société française Hear&Know dévoile aujourd’hui son concept « C-Cada Pusher », un dispositif combinant un récepteur, un accéléromètre et une boussole, qui permet de localiser un objet avec une précision supérieure ou égale à celle d’un GPS.

L’idée est ainsi de pouvoir localiser des équipes ou des personnes dans un environnement risqué ou hostile, sans avoir un accès sécurisé à une localisation via GPS (facile à brouiller ou parfois inaccessible en intérieur), de pouvoir localiser des biens ou des véhicules à l’intérieur ou l’extérieur, et ce sans avoir besoin d’une carte SIM.

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Dans le monde des objets communicants géolocalisables, la technologie la plus utilisée repose sur des « tags » transmettant un signal aux systèmes de localisation. Ces tags sont généralement peu coûteux, et ne possèdent pas d’intelligence embarquée.

Logger dans valise

Le système C-Cada pusher, en revanche, semble capable de se géolocaliser lui-même en utilisant une combinaison de différentes techniques : GPS, wi-fi et bluetooth, ondes radio, centrale inertielle, GSM, accéléromètre… tout ceci dans un facteur de forme très réduit (voir ci-dessus). Le système utilise notamment une base de données recensant des millions de relais de transmission radio géolocalisés.

Capteurs

L’idée est ainsi de tirer parti de la couverture existante en termes de GSM, de radios, télévisions ou réseaux locaux pour pouvoir se géolocaliser, sans devoir transmettre d’information puisque la fonction est maintenue au niveau du système lui-même.

Cette annonce intervient au moment où le secrétaire d’état américain à la Défense, Ash Carter, renouvelle ses critiques vis-à-vis du système GPS, et cherche à identifier auprès des startups de la Silicon Valley une alternative au GPS pour permettre la géolocalisation, dans le domaine de l’internet des objets (sic) – voir par exemple son interview dans la revue National Defense.

Il déclare ainsi qu’au lieu de s’appuyer sur l’utilisation d’un satellite, chaque équipement devrait être équipé d’un dispositif micro-électromécanique, reposant sur « une centrale inertielle de navigation, des accéléromètres et des horloges de haute précision ». Un concept qui fait donc furieusement penser au produit de la société Hear & Know. A bon entendeur…

Hear & Know est une société française, dont vous trouverez la présentation sur cette page (non, je n’ai pas d’actions…). C’est l’une des dix start-ups sélectionnées parmi plus de 160 entreprises européennes candidates pour intégrer Scale up Start up un programme d’accélération de start-ups actives dans le domaine de l’internet des objets.