Surveillance de l'océan par les drones

Des drones marins bientôt capables de reconnaitre les différents types de navire en mer !La surveillance de l’océan par les machines est en plein essor. Pour quoi faire ? Pour connaître l’évolution de l’environnement, sécuriser le trafic d’un port, veiller sur les structures en mer... ou pour la Défense, les drones marins seront bientôt indispensables. Des chercheurs de l'UBS au sein du laboratoire Lab-STICC à Lorient, développent des méthodes visant à améliorer le caractère autonome des drones et leurs capacités à coopérer.

Un programme de recherche autour des drones en milieu maritime

La recherche mondiale sur les drones marins s’intéresse surtout à la navigation en calculant le trajet qui va permettre de consommer le moins d’énergie possible. Un programme de recherche est né avec cet objectif : le programme SAMM[1]qui fédère les chercheurs bretons pour développer une filière d’excellence dans le domaine des technologies de l’information et de la communication en utilisant des drones en milieu maritime.

Améliorer l'autonomie des drones et leurs capacités à coopérer

 À Lorient, la recherche se focalise sur la distribution de la puissance de calcul nécessaire à différentes applications entre plusieurs drones. Des chercheurs du laboratoire Lab-STICC à Lorient, en partenariat avec des PME bretonnes ou de grands groupes industriels comme Thales ou Naval Group développent des méthodes visant à améliorer le caractère autonome des  drones et leurs capacités à coopérer. D’ailleurs, déjà 10 thèses ont été  financées par ce programme depuis 2017!

Une thèse financée pour la reconnaissance de bateaux par fusion de données hétérogènes

Jean-Philippe Diguet, directeur de recherche CNRS et spécialiste des systèmes embarqués, coordonne le programme pluriannuel SAMM (Systèmes autonomes en Milieu Maritime) à l’UBS. Dans ce contexte, il encadre la thèse de Paul Gautier, 28 ans, diplômé d'un master en informatique de l'UBS et doctorant en deuxième année à l’UBS au sein du Lab-STICC. Son sujet de thèse, financé par la Région Bretagne et le Conseil Départemental, s’intitule  « Traitement intensif, redondant et distribué sur une meute de drones maritimes ». L’application cible est la reconnaissance de bateaux par fusion de données hétérogènes.

Concrètement, cela veut dire qu’un groupe de drones en surface doit réaliser une mission grâce au partage des ressources de calcul tout en profitant de l’accélération des traitements permise par leur distribution au sein de la meute de drones. Le travail de recherche est actuellement réalisé en laboratoire. À l’issue des phases de simulation et de développement, les processeurs seront embarqués sur des drones. Il s’agira d’une évolution en rupture avec les pratiques courantes qui font appel à un drone unique télé-opéré depuis une embarcation tierce.

Les drones devront apprendre à interagir pour construire une carte collective

Un projet est en cours avec Texys Marine, une société qui conçoit et commercialise des drones à la Trinité sur Mer. Une expérience y a été réalisée en janvier 2019 avec un drone marin. À terme, plusieurs machines seront équipées de 2 caméras à 80 cm au-dessus de l’eau. Comme l’expliquent les chercheurs, « les drones devront apprendre à interagir grâce via un réseau WIFI afin notamment de construire collectivement une carte. Si l’un des drones repère par exemple un bateau qui rentre au port, la carte est alors mise à jour ».

L’enjeu est donc de distribuer efficacement le calcul entre les processeurs des différents drones sous contrainte ressource de traitement et de capacité du réseau. Le choix de la distribution est réalisé en fonction de l’état, de la position et de l’environnement des drones. Il vise à maximiser en temps réel  la qualité de la mission tout en garantissant la sécurité ».

Une phase de test et d'apprentissage nécessaire en laboratoire avant mise à l'eau

Pour cela, on teste les processeurs des drones dans une salle à l’UBS. Ils sont en cours d’apprentissage afin de savoir reconnaitre différents types d’images. Les drones doivent apprendre à classer les navires selon leur type, voilier ou barque par exemple. Ceci afin de créer une banque d’images adaptée à ce projet. A cet effet, les intéressés recherchent des photos de plus de 50 modèles de navires.

Avis aux amateurs de photos de navire !

Si vous-même possédez de nombreuses photos d’un même navire, vous pouvez les envoyer à Jean-Philippe Diguet (jean-philippe.diguet @ univ-ubs.fr)ou à son équipe. Car elles aideront les drones dans leur apprentissage de reconnaissance du type de navire qu’ils croiseront en mer, et ce, d’un seul coup d’œil !

 

[1]Systèmes Autonomes en Milieu Maritime, Programme Drones Marins de la région Bretagne