Navigation et autonomie : savoir où l'on est et où aller ensuite, au-delà du GNSS

En ciel dégagé, le GNSS (GPS, QZSS, Galileo et autres) est l'option la plus simple, mais le positionnement autonome comporte des erreurs de plusieurs mètres. Pour revenir à « la même position que la dernière fois », le RTK (positionnement centimétrique utilisant des corrections d'une station de base) est la norme. Le problème, c'est que les sites d'inspection sont précisément ceux où le ciel est masqué. On ajoute donc un positionnement *en regardant l'environnement*.

Les aéronefs réels fusionnent ces sources avec l'EKF décrit dans principes de vol. La redondance — une source qui tient quand une autre faiblit — est la clé pour voler en sécurité près des ouvrages. Les conditions propres à chaque site sont traitées dans environnements sans GNSS, obscurité et poussière et fumée.

Connaître sa position ne suffit pas ; il faut savoir ce qui vous entoure. Chaque capteur d'obstacles a ses points forts et ses angles morts. Ce qui fait le plus peur en inspection, ce sont les objets fins : fils, câbles, garde-corps, branches.

Fixer soi-même la distance aux ouvrages commence dès la conception. Avec vérifier le chevauchement et la séparation entre plans de vol avant le vol (Airffic Architect), vous pouvez contrôler si deux aéronefs sur des trajectoires à vitesse constante s'approchent trop l'un de l'autre. C'est un contrôle au stade de la conception, qui ne remplace ni une autorisation ni le jugement opérationnel.

Le « vol autonome » recouvre beaucoup de choses. Pour l'inspection, il est utile de raisonner à peu près selon ces étapes (c'est le découpage propre à ce guide, pas une norme du secteur).

La planification de trajectoire en inspection diffère d'un simple « aller de A à B ». L'objectif est de capter chaque surface de l'ouvrage à une résolution et un recouvrement donnés, sans rien omettre — c'est la planification de couverture. Procédez dans cet ordre :

• Fixez la distance de sécurité d'après la résolution requise (millimètres par pixel ; voir imagerie et capteurs).
• Fixez l'espacement des prises de vue et des lignes d'après le recouvrement des images dans les deux directions.
• Choisissez une orientation de caméra perpendiculaire à chaque surface. Utilisez des spirales ou des anneaux pour les surfaces courbes et les cylindres.
• Déterminez jusqu'où vous pouvez approcher d'après la distance de sécurité minimale, le vent et l'effet de plafond (principes de vol).
• Découpez l'itinéraire selon la capacité des batteries, avec des points de remplacement et de retour.
• Vérifiez les angles morts sur un modèle 3D et ajoutez des prises de vue pour les combler.

Les trajectoires d'inspection sont tracées pour ne laisser aucune lacune ; les itinéraires de livraison commencent par écarter ce qui ne peut pas être volé. Le contraste est net à côté de construire des itinéraires de livraison en éliminant d'abord les tronçons infaisables (Airffic Logistics).

La valeur de l'inspection réside dans la comparaison avec la fois précédente. Il est difficile de juger si une fissure s'est agrandie ou si la rouille s'est étendue si les images ne partagent pas la même position, la même orientation et le même éclairage. Les missions reproductibles nécessitent :

• Coordonnées communes : un repère RTK, ou des points de référence et marqueurs fixés à l'ouvrage. Dans les espaces sans GNSS, se relocaliser par rapport à la carte 3D précédente.
• Itinéraires enregistrés : points de passage et poses de caméra sauvegardés et liés aux identifiants d'éléments.
• Conditions d'acquisition consignées : réglages de la caméra, éclairage, heure, météo.
• Tolérances : décidez à l'avance combien de centimètres et de degrés comptent encore comme « la même photo ».

• Espaces sans relief : longs tunnels rectilignes, murs blancs, eau. VIO et SLAM se perdent quand tout se ressemble.
• Obstacles fins : fils et câbles échappent facilement à la plupart des capteurs.
• Objets en mouvement : ouvriers, véhicules, grues, branches qui bougent brisent les hypothèses de la cartographie.
• Dérive à long terme : plus vous volez longtemps sans GNSS, plus l'erreur de position s'accumule ; il faut des moyens de se réancrer sur des points de référence.
• Certification et responsabilité : comment démontrer et faire approuver des décisions autonomes auprès de tiers. La réglementation est encore en retard.