Gestion Contextuelle de Tâches pour le contrôle d'un véhicule sous-marin autonome

Abstract

Les travaux presentes s'inscrivent dans le cadre des architectures logicielles de controle des AUV (Autonomous Underwater Vehicle). La commande d'un AUV est basee sur un ensemble de ressources informatiques embarquees et un ensemble de capteurs/actionneurs qui peut changer selon le type de mission confiee au robot (modification de la utile). Le robot est comparable a un porte charge adaptable a differentes tâches et par consequent evoluant au gres des progres technologiques et de l'apparition de nouvelles applications scientifiques. De plus, le besoin d'autonomie dans un environnement (milieu sous-marin) en constante evolution et souvent inconnu requiert de la part du vehicule d'etre capable, a chaque moment, d'evaluer son etat et l'etat de son environnement afin de prendre les decisions coherentes pour executer sa mission. La realisation d'un tel vehicule autonome requiert une methodologie de conception de son architecture logicielle/materielle. Ici, nous presentons l'architecture developpee au LIRMM pour l'AUV Taipan. Cette architecture est construite en respectant certains criteres tels que la modularite, l'evolutivite et la reutilisabilite. L'architecture est construite a partir de composants independants appeles Ces modules possedent un ensemble de ports entree/sortie qui vont permettre l'etablissement dynamique de flux de donnees/controle. Il est alors possible de programmer les modules separement, de les modifier et de les tester avant de les assembler. L'architecture mixte proposee repose sur deux niveaux hierarchiques: un niveau decisionnel comprenant un Superviseur Global et des Superviseurs Locaux (un pour chaque mode: autonome, teleoperation, cooperation) et un niveau executif base sur un ordonnanceur et des modules. Un vocabulaire base sur trois types de termes: les objectifs, les sous-objectifs et les modules est utilise au sein de l'architecture pour exprimer l'intention (objectifs), les capacites du systeme (modules) et la maniere dont les intentions vont etre realisees grâce aux capacites du robot (sous-objectifs). Le plus haut niveau, le superviseur global, est en de la gestion de la mission a un niveau strategique. Les decisions relatives aux tâches robotiques a lancer a des dates precises, la planification de ces tâches sont prises a ce niveau. Il decompose la mission recue de l'operateur en une sequence d'objectifs envoyes au superviseur local. Le superviseur local verifie la disponibilite des ressources, reagit aux evenements immediats (e.g. evitement d'obstacle). Il subdivise chaque objectif en sous-objectifs avant de les envoyer au niveau executif. Le niveau executif fonctionne de maniere periodique. Plusieurs modules dans ce niveau sont coordonnes pour configurer les capteurs, calculer les lois de commandes et gerer les conflits lies a l'instrumentation. Pour assurer le respect des contraintes bas niveau (e.g. capteurs acoustiques interferents) un ordonnanceur est en de gerer en ligne l'activite des modules bas niveau. Pour illustrer les principaux aspects de notre approche, un exemple d'application a ete developpe et teste sur l'AUV Taipan.