S12 — Navigation : ArduPilot Rover (mode bateau) + estime + codage défensif des capteurs¶
Répond à : P18 (navigation, perte de capteurs), P9 (anti-louvoiement)
Principe¶
S'appuyer sur ArduPilot Rover, firmware open-source, gratuit et éprouvé, qui supporte explicitement les bateaux (FRAME_CLASS=2) avec :
- Direction conventionnelle (servo + ESC)
- Poussée différentielle (skid steering)
- Poussée vectorielle
Il fournit le contrôleur de navigation L1 (suivi de ligne entre waypoints, correction d'écart de route) en modes Auto/Guided/RTL, et les paramètres anti-louvoiement (S5).
Enrichissements spécifiques¶
- Navigation à l'estime (cap + vitesse) en cas de perte GPS
- Fusion/vote de capteurs redondants
- Codage défensif (bornage, détection de valeurs aberrantes)
Atout motorisé¶
On peut se passer de capteur de vent (démontré par l'ENSTA) — supprime un capteur fragile (perdu en tempête sur Trawler Bait, USNA).
Faisabilité (équipe étudiante)¶
Excellente
ArduPilot est très documenté, l'équipe code dessus ou par-dessus (via MAVLink), et la communauté Rover/boats est active.
Les failsafes par défaut d'ArduPilot sont DANGEREUX
RTL = retour au point de départ → l'erreur fatale de SB Wave. Désactiver/remplacer par le superviseur de repli sûr (S10).
Matériel / composants¶
- Pixhawk (ou équivalent)
- GPS
- Compas/magnétomètre externe (éloigné des perturbations)
- IMU (intégrée)
- Éventuellement 2e GPS/compas pour redondance
- Mission Planner pour la configuration/SITL
Coût estimatif¶
80–200 € (Pixhawk + GPS + compas — déjà compté en partie dans S10).
Paramètres anti-louvoiement clés¶
| Paramètre | Rôle |
|---|---|
NAVL1_DAMPING |
Amortissement du contrôleur L1 |
WP_OVERSHOOT |
Tolérance d'écart de route |
PIVOT_TURN_ANGLE |
Seuil de cap au-delà duquel le bateau pivote sur place |
Avantages / Inconvénients / Risques¶
Avantages
- Base mature et gratuite, gain de temps énorme
- Paramètres de navigation/anti-louvoiement bien outillés
Inconvénients
- Il faut maîtriser et dompter ses failsafes
- Tuning de barre nécessaire
Risques
- Faire confiance aux réglages par défaut (RTL)
- Perturbation du compas par les hacheurs (lien S9)
Exemples & sources¶
- Documentation ArduPilot Rover : FRAME_CLASS=2, skid steering, poussée vectorielle, contrôleur L1 — ardupilot.org/rover
- Peruagus : base Pixhawk/ArduPilot
- ENSTA Bretagne : suivi de waypoints sans capteur de vent