Introduction

Objectif

• Suivre un parcours au lac de Saint Renan
• Sans intervention extérieure
• A terme, participer à la Microtransat

Travail à effectuer

• Équiper un voilier radio-commandé
  pour le rendre autonome
• Concevoir une intelligence pour le diriger

Équipe

Fonctionnalités

Calculs GPS

• Conversions DD/GPS/DMS
• Routes orthodromiques
• Précision d'environ 1 mètre


• Implémentation de :
• Distance point-point
• Distance point-route
• Cap en début de route
• Cap en fin de route

Navigation par polaires

• Navigation optimisée
• Choix du cap en fonction du vent
• Tirage de bords

Interface Web (1337)

• État des capteurs/actionneurs
• Décisions de l'intelligence
• Émulation des capteurs et intelligence
• Filtrage des logs

Séparation Hardware / Software

• HardWareDaemon (HWD) : Acquisition et traitement bas niveau des données des capteurs
• Intelligence (Intel) : Interprétation des données et prise de décisions


• Communication via Socket UNIX
• Permet un développement séparé des deux programmes

Tolérance aux crash Software

• Un launcher qui surveille l'état des processus
• Relancement auto. du HWD et de l'Intel
• Reconnexion automatique de l'Intel au HWD
• Reprise de la route

Technologies

Langage D

• Langage compilé natif performant
• À la fois haut et bas niveau
• Syntaxe claire héritée du C++/Java/Python
• Orienté meta-programming
• Pas de redondance de code
• Simplifie la QA
• Un successeur du C++ et du Java?

Pour l'intelligence

Vibe.d

• Bibliothèque D
• Serveur Web intégré au programme

Pour l'interface web de debug (1337)

AngularJS

• Framework Javascript
• Programmation rapide d'interfaces web
• Data-Binding

Pour l'interface web de debug (1337)

Quality Assurance

Design objet

• Intelligence séparée en 3 classes distinctes (threads)
• Peu de classes
• Interactions simples

Programmation par contrat

• Vérification de :
• La cohérence d'un objet modifié
• L'état avant l’exécution d'une fonction
• L'état après l’exécution d'une fonction
• Entrées/Sorties d'une fonction


• Génère un assert en cas de problème

Tests unitaires et Coverage

• Tests automatisés de chaque classe


• Coverage :
• Comptage de l'exécution de chaque ligne
  parcourue par les tests unitaires
• Pourcentage lignes exécutées / lignes totales
• Vérifie que le code est bien testé


• Coverage > 60%

Configuration

• Polaires = fichiers JSON
• Route = fichier JSON
• Configuration = fichier INI :
• Chemin vers fichiers de log
• Chemin vers fichier de route/polaire
• Période d’exécution des threads
• Port de l'interface 1337
• Réglages de l'Autopilot, du SailHandler
• Tension critique de la batterie
• ...

Développement continu

• Utilisation de Git
• Version master / Dev

Disponibles et motivés

• Présentation du programme
• Cours sur le Langage D

Hardware

Réalisation du HWDaemon

• Contrôle des servo-moteurs
• Acquisition et traitement du GPS
• Acquisition et traitement de la girouette
• Acquisition et traitement de l'accéléromètre
• Acquisition et traitement de la tension batterie

Girouette

• Conception de la partie rotative
• Installation en tête de mât
• Frottements réduits au maximum
• Capteurs optiques protégés de la lumière

Capots

• Problèmes de coincements :
• Dans les coins des capots
• Autour des treuils
• Sur les autres équipements sur le pont
• Problème de fermeture : difficile à maintenir fermé

Capots - Solution

• Conception de capots lisses en styrodur
• Fermeture en force

Capots - Solution

Fuites

• Deux fuites
• Rebouchage à la colle silicone

Divers

• Passage des câbles
• Réduction de la voilure
• Attache antenne Wifi
• Peinture

Conclusion

Cahier des charges

• Validé via simulation


• Toutefois quelques problèmes sur le Hardware :
• Faux contacts ?
• Imprécision du compas

Perspectives pour l'avenir

• Détection des pannes Hardware
• Gestion des pannes
• Apprentissage et auto-étalonnage des polaires
• Autopilot en fonction de la vitesse de rotation du bateau

Questions?

Calculs GPS - Orthodromie

• Routes orthodromiques (rouge)
• Basés sur la formule de Haversine
  (Approximation sphéricité de la Terre)

Définition des Polaires

• Représentation des choix et actions
• Definition de points et extrapolation
  

Navigation par Polaires

• Optimisation par superposition
  

Pilote automatique

• Fonctionnement par Delta variable
• Si le bateau n'est plus manœuvrable, retour à 0