Observability analysis and robust observers design for vision based landing of airliners on unknown runways
Analyse d’observabilité et synthèse d’observateurs robustes pour l’atterrissage basé vision d’avions de ligne sur des pistes inconnues
Résumé
In the frame of future airliner, manufacturers wish to develop the availability to perform automatic landing everytime, everywhere and on any kind of runway. For this purpose, the use of visual sensor in order to control the aircraft (visual servoing approach) is considered in order to overcome the need for externals systems information (ILS, GNSS). By providing an external view, vision allows a relative pose estimation of the aircraft with respect to the runway. The originality of this study relies on the lack of knowledge of the runway characteristics that reduce the candidates vision based solutions. Relative position estimation solutions, based on generic visual features of a runway (e.g. side lines or corners), are proposed. The observers use dynamics of visual features in the image in association with the aircraft velocities, that are measured by inertial sensors. In order to validate these new approaches; simulations are performed with image processing algorithms
supplied by synthetic images.
Dans le cadre de la génération des avions de transport du futur, Les constructeurs souhaitent
développer une capacité d’atterrissage automatique permanente et ce, sur tout type de piste (voire sur des pistes inconnues). Dans ce but, la commande basée sur des capteurs visuels, appelée asservissement visuel, est envisagée afin de s’affranchir du besoin d’informations issues de systèmes extérieurs (ILS, GNSS). La vision, en fournissant une vue du monde extérieur, permet d’estimer la position relative de l’avion par rapport à la piste. La particularité de cette étude repose sur la méconnaissance des caractéristiques de la piste, ce qui réduit les possibilités d’utilisation de la vision. Des solutions d’estimation de position relative, basées sur des informations visuelles génériques à toute piste (points et droites de bord de piste), sont proposées. Le principe d’estimation repose sur l’utilisation de la dynamique des informations visuelles par rapport à la
dynamique connue de l’avion grâce aux centrales inertielles. La validation de cette nouvelle approche est réalisée sur un simulateur complet incluant la chaîne de traitement d’image, utilisant des images synthétiques.
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