Jessiko le robot poisson Confrence Onera 16 Janvier 2014 1

Journes "travail robotis sous-marin" Onera (Toulouse), 15-16 janvier 2014

Christophe Tiraby Robotswim Founder & CEO

Jessiko le robot poisson

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Introduction

Cration de Robotswim en Mars 2009 aprs plusieurs annes de dveloppement de Jessiko (1er proto en 2005)

Premire version de srie du robot dploye sur le Pavillon de la France lExposition Internationale Yeosu 2012

2 marchs principaux pour Jessiko: Evnementiel (Galas, Salons

professionnels, pub...) Dcoration de prestige (Htels de

luxe, centres commerciaux, muses, salles dattentes, clubs...)

Robotswim effectuent aussi des prestation en ingnierie (systmes de capteurs, systmes embarqus, packaging...)

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Objectifs de Jessiko

Exploitation simple Autonomie importante Pas de situation

bloquante Fiabilit Gestion de flotte

Transmettre des motions aux spectateurs Biomimtisme Mouvement ralistes et

imprvisibles Manuvrabilit Interaction

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Jessiko en Vido

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Choix du systme de communication / localisation

Localisation 3D Pas de contact permanent avec une rfrence fixe

(pas dodomtrie) Sensibilit aux courants (acclrations difficiles

mesurer) Communication

Les systme RF standards ne fonctionnent pas dans leau (WiFi, Bluetooth, GSM...)

Inconvnients des architectures classiques Ultrasons

Consommation importante Non directif

Capteur de pression Intgration

Tte chercheuse optique permettant la programmation par objectif et la communication

Contraintes spcifiques en robotique aquatique autonome

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Hypothses de dpart Emission de flash lumineux par led Rception avec des composants numriques type IRDA Identification des capteurs qui reoivent la plus grande puissance Transmission de messages en simultan

Systme de localisation/communication brevet

Problmes rsoudre Eblouissement de tous les capteurs lorsque

lmetteur est proche (tous les capteurs reoivent le signal localisation impossible)

Linfrarouge est trs attnu par leau 950nm (TV) -50% en 3cm 880nm (IRDA) -50% en 14cm 830nm (Night vision) -50% en 23cm 635nm (Rouge) -50% en 2,3m 450nm (Bleu) -50% en 34m

Consommation et cot le plus bas possible

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Systme de localisation/communication brevet

Utilisation dune trame RZI (1 impulsion si 0, rien si 1) comme pour lIRDA

Les trames (plusieurs mots de 8bits+start+stop) incluent: des mots pour la communication et la vrification (Destinataire,

Emetteur, Instruction, Checksum, Data...) des mots de contenu fixe mais dont la puissance des bits mis est

variable

Vu des rcepteurs: Toutes les impulsions de donnes

sont majoritairement reues Parmi les impulsions mises avec

une puissance plus faible, seuls certains capteurs vont recevoir

Lidentification du/des capteurs en regard direct de la source est possible

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Systme de localisation/communication optique

Performances actuelles sur Jessiko: Utilisation de Leds de puissance blanches standards 1 photodiode + circuit intgr de rception par capteur Communication 120kbits/s Traitement jusqu 500 trames/seconde (messages rejets en cas de

collision) Le microcontrleur de rception se rendort immdiatement sil nest

pas concern (premier mot de la trame: destinataire) 13 niveaux de puissance reue pour chaque capteur Contournement automatique dobstacles (le robot suit le reflet puis

la source principale) Distances dmission (quipements actuels):

Balise/Tlcommanderobot : 3 7 mtres selon modles) robotrobot ou balise : 2 mtres

Autres application possibles en environnement non aquatique: Positionnement 3D / accostage / anticollision de drones ariens Localisation 2D en intrieur (applications mdicales, domotiques...)

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Perfectionnement brevet: Mesure des distances

Limitations sur les mesures de distance:

Pas de diffrenciation possible entre un metteur loign, qui claire latralement ou un reflet

Le nouveau systme brevet utilise 2 longueurs donde qui sattnuent de faon diffrente dans leau (par exemple Vert/Rouge ou Blanc/IR)

Si les puissances successives mises sont logarithmiques pour les 2 couleurs, alors la diffrence entre les niveaux de rceptions est une fonction linaire de la distance o les constantes sont uniquement dpendantes des longueurs donde et de la puissance de rfrence

y1-y2=A.d+B

Dans les 2 cas, les rcepteurs voient la mme puissance leur parvenir, pour une commande identique des metteurs

Puissance reue faible lie lmission faible de lmetteur en latral

Puissance reue faible lie la distance entre lmetteur et le rcepteur

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Architecture de Jessiko

C Traitement des

messages (PIC18F 7.7MHz)

RAM

Servomoteurs

Capteurs

optiques

Leds RVB

C Principal

(PIC18F 7.7MHz)

Modulation de

puissance

Leds dmission

Bloc alimentation

Interrupteur

magntique Chargeur induction

4 ou 5

accus

Nimh

EEPROM

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Systme de balise

Linstallation pralable dun systme de balises est ncessaire

Il est compos de: Balises tanches (diffrents

modles disponibles) Concentrateur Ordinateur (PC) incluant le

logiciel "Jessikommand"

Connectivity example with 3 different beacon models

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Fonctionnalits de Jessikommand

Cration dun "World" correspondant linstallation

Gnration de scenario Tlcommande virtuelle Niveaux de batterie Rception des paramtres Dbogage (Paramtres de

localisation, scanner console,... )

Gestion de flotte (exploitation de plusieurs quipes de robots)

Calibration et changement des paramtres usine (uniquement si accs maintenance)

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Accessoires

Jessiko attractor

Water proof & powerful version

Jessiko attractor

Miniature version

Optical Remote with LCD screen for

control and data return from robots Charging base for 11 robots at

slow charging rate (11h)

Underwater optical autonomous

beacon with long range battery and

adjustable length

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Applications industrielles et de recherche possibles

Utilisation de Jessiko pour des programmes de recherche: Analyse comportementale avec des poissons vivants Ajout dun systme de Electric Sensing Ajout de mesures de distances entre robots pour

navigation en banc non centralis Pilotage

Conception de nouveaux systmes: Accostage automatique pour drone aquatique Balisage de parcours sous-marins Transmission vido aquatique sans fil Nouveau robot biomimtique (Tortue, Gros

poisson...) Systmes en collaboration avec notre partenaire

spcialiste echographie Et surtout vos ides...

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