Field Programmable Gate Array (FPGA) for Bio-Inspired Visuo-Motor Control Systems Applied to Micro-Air Vehicles

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DE L'INSECTE AUX ROBOTS : OBSERVER, RECONSTRUIRE, INNOVER ET MIEUX COMPRENDRE

Les insectes ailés ont résolu des problèmes ardus tels que la stabilisation du vol, l’évitement d’obstacles en 3D, la poursuite de cibles, l’odométrie, l’atterrissage sans piste aménagée et l’atterrissage sur des cibles en mouvements, problèmes sur lesquels bute encore la robotique autonome contemporaine. Certains principes naturels, éprouvés depuis des millions d’années, peuvent aujourd’hui apporter à la Robotique des idées innovantes. Nous savons depuis 70 ans que les insectes ailés réagissent visuellement aux mouvements relatifs du sol causés par leur mouvement propre [Kennedy, 1939]. De façon surprenante, cet indice visuel naturel, plus récemment nommé “flux optique" [Gibson, 1950], n’a pas encore envahi le champ de l’aéronautique, alors même que les capteurs et les traitements mis en oeuvre par le système nerveux d’un insecte au service de son comportement visuo-moteur commencent à être clairement identifiés [Kennedy, 1951; Reichardt, 1969; Hausen, 1984; Pichon et al., 1989; Franceschini et al., 1989; Collett et al., 1993; Srinivasan et al., 1996, 2000;Serres et al., 2008b; Portelli et al., 2010a].Accorder une certaine autorité de vol à un micro-aéronef est une tâche particulièrement difficile, en particulier pendant le décollage, l’atterrissage, ou en présence de vent. Construire un aéronef de quelques grammes ou dizaines de grammes équipé d’un pilote automatique demande alors une démarche innovante. J’ai donc choisi une démarche bioinspirée résolument tournée vers les insectes ailés pour tenter de résoudre les problèmes inhérents au décollage, au contrôle de la vitesse, à l’évitement d’obstacles, à la réaction au vent, ou bien encore l’atterrissage grâce à lamesure du flux optique

Aerial Vehicles

This book contains 35 chapters written by experts in developing techniques for making aerial vehicles more intelligent, more reliable, more flexible in use, and safer in operation.It will also serve as an inspiration for further improvement of the design and application of aeral vehicles. The advanced techniques and research described here may also be applicable to other high-tech areas such as robotics, avionics, vetronics, and space