Version du 13 mars 2014 à 14:35

Contrôle de drone avec télécommande à gestes

Cahier des charges

Présentation générale du projet

Contexte

Les télécommandes à gestes sont en passe de devenir des outils incontournables dans les domaines de l’informatique, de la robotique et du multimédia. Déjà présente dans nos consoles et nos télévisions, ces dispositifs proposent différents types de reconnaissance de nos mouvements.
On peut notamment citer les dispositifs suivants :

• La Kinect pour une reconnaissance des gestes par caméra.
  
• La Wiimote qui dispose d’un accéléromètre et d’un gyroscope (en option) afin de détecter les angles d’inclinaisons.
  
• Le Leap motion qui permet dans un espace limité de détecter les mouvements des doigts
  

La start-up canadienne Thalmic Labs a mis au point une technologie peu commune pour piloter une interface ou des objets communicants. Il s’agit d’un brassard nommé « Myo » . Myo est un brassard qui se porte à l’avant-bras, il interprète l’activité électrique des muscles lors de l’utilisation de la main, des doigts et du bras. Cela permet d’associer les mouvements de l’utilisateur à des tâches à envoyer aux appareils compatibles Bluetooth.

Objectif du projet

Le but du projet est de piloter un drone quadcoptère du commerce par le biais d’une interface à geste. Par défaut l’interface utilisée sera le brassard Myo de Thalmic Lab. En cas d’indisponibilité de celui-ci nous utiliserons une télécommande Wiimote.

Description du projet

Le projet s’articule autour de 3 entités :

• La télécommande qui communique les mouvements de l’utilisateur par liaison Bluetooth au système embarqué.
  
• Le système embarqué qui sera la passerelle entre l’interface à geste et le drone. Le système embarqué doit disposer du Wifi et du Bluetooth afin de pouvoir communiquer avec les autres entités.
  
• Le drone qui doit être pilotable par le Wifi.
  
  
  

Choix techniques : matériel et logiciel

Dans le cadre du projet, les matériels et logiciels suivants vont être utilisés :

• Un ArDrone version 1 de la société française Parrot
  
• Un smartphone sous Android (version 4.3 ou ultérieure)
  

Afin de disposer d’un système embarqué léger qui puisse être porté par l’utilisateur nous avons décidé de développer la passerelle directement sur un smartphone de type Android.

• Un brassard Myo et/ou une télécommande Wiimote
  

Pour éviter de bloquer le projet suite à une indisponibilité du brassard Myo, qui est en précommande, nous allons travailler en parallèle avec une Wiimote. Il sera donc nécessaire de bien penser notre application (au niveau conception objet) afin de disposer d’un système dynamique.

• La conception de l’application Android se fera en langage Java qui est largement préconisé pour ce type de système.
  

Le logiciel Netbeans (version 7.4) a été choisi pour concevoir les applications Android.

• Une clé bluetooth (emprunté à l'école)

Etapes du projet

Afin de mener à bien le projet, différentes étapes ont étés posées.

=> Prise en main du drone

L’objectif de cette partie est de développer des classes permettant d’envoyer au Drone les routines nécessaires au pilotage de celui-ci en passant par le Wifi. Un soin tout particulier devra être apporté quant à l’aspect marche dégradé de cette partie. Que se passera-t-il pour le drone si l’application plante…

=> Prise en main de la wiimote (en attendant Myo)

Dans cette partie il est question de développer des classes permettant la communication avec une Wiimote à l’aide de la librairie VRPN. Cette étape va permettre de récupérer les informations venant de la Wiimote comme par exemple, l'ordre de déplacement, de décollage ou d'atterrissage.

=> Prise en main du brassard myo

Une fois le brassard en notre possession, il va falloir réaliser une batterie de test avec le sdk de thalmic afin d’étudier la précision du brassard. En effet, il va falloir déterminer les mouvements à utiliser pour le pilotage. Une fois cette phase d’étude terminée nous allons pouvoir réaliser les classes de contrôle correspondantes.

=> Réalisation d'un protoype sur PC

Une fois les classes des étapes précédentes réalisées, nous allons dans un premier temps essayer de piloter le drone avec avec une wiimote en utilisant un pc comme passerelle.

=> Intégration dans Android

Cette ultime étape consistera à intégrer les librairies conçues dans une application Android. Cette étape nécessitera une adaptation au niveau de la surcouche spécifique du système ainsi que la réalisation d'une interface homme machine pour l'application.

Conception

Etude du diagramme de classe

Nous devons disposer d'un système générique, permettant l'utilisation de multiple contrôleur et assurant une portabilité PC, Android. Ces différentes contraintes ont été étudiées lors de la réalisation du diagramme de classe de l'application dont voici la représentation UML :