Drones with Omni-Event Vision for Drone Neutralization – DEVIN

Le projet repose sur une approche pluridisciplinaire articulée autour de plusieurs axes méthodologiques complémentaires. Dans un premier temps, nous visons le développement d’un capteur sphérique à 360°, conçu à partir de caméras événementielles. Ce nouveau dispositif nécessitera une phase d’étalonnage et de calibration fine, afin de garantir la précision des mesures dans un environnement tridimensionnel dynamique. Par la suite, une suite logicielle sera développée pour assurer des fonctions de localisation, de suivi d’objets mobiles, ainsi que de communication inter-drone, cette dernière étant fondée sur l’exploitation des événements lumineux captés par le capteur. En parallèle, une attention particulière sera portée à la problématique du contrôle de la flottille de drones, dont la mission sera d’intercepter et de poursuivre un drone hostile. À cet effet, plusieurs stratégies de contrôle seront explorées : des approches basées sur des modèles physiques, des méthodes issues de l’apprentissage à partir de données, ainsi que des approches hybrides combinant les deux paradigmes. Enfin, l’ensemble des développements fera l’objet de campagnes expérimentales rigoureuses, conduites selon des scénarios prédéfinis, représentatifs de cas d’usage concrets.

À ce stade du projet, plusieurs avancées significatives ont été réalisées. Une première version fonctionnelle du capteur sphérique à 360°, basé sur des caméras événementielles, a été conçue et intégrée. Parallèlement, des premiers algorithmes de suivi d’objets et de communication inter-drone, exploitant les signaux lumineux captés par le capteur, ont été développés puis testés avec succès dans des conditions expérimentales contrôlées. Sur le plan du contrôle, une première stratégie fondée exclusivement sur des modèles physiques a été implémentée et validée par des essais en situation réelle, démontrant la faisabilité de l’approche et sa robustesse dans des scénarios représentatifs.

Le projet suit actuellement son cours conformément au calendrier initial. Les développements engagés seront poursuivis, en cohérence avec les objectifs fixés dans le document de cadrage, notamment en ce qui concerne l’amélioration des algorithmes, l’intégration des modules et les expérimentations à grande échelle.

[1] Mixed guidance law for capturing a reactive target by coordinated Multi-UAV, Felipe Kataoka Ishikawa, Sarah Aouiche, Bojan Mavkov, Guillaume Allibert, in International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision, Dubai, December 2024 (https://hal.science/hal-04742967v1)

[2] A New Stereo Fisheye Event Camera for Fast Drone Detection and Tracking, Daniel Rodrigues Da Costa, Maxime Robic, Pascal Vasseur, Fabio Morbidi, in IEEE International Conference on Robotics and Automation, Atlanta (USA), May 2025

Au cours des quinze dernières années, la popularité et l'accessibilité des véhicules aériens sans pilote ont sérieusement augmenté. Le nombre d'incidents impliquant des drones survolant ou atterrissant sur des infrastructures critiques dans le monde entier (la Maison Blanche, le bureau du Premier ministre japonais, le Golden Gate Bridge, des sites nucléaires en France, des installations pénitentiaires, etc.) s'intensifie.
Bien que la réglementation soit stricte et exige un certain nombre de règles en fonction de la classe du véhicule, ces dispositifs sont déconnectables facilement sur les appareils du commerce et peuvent être omis sur les aéronefs fabriqués clandestinement.
Dans le projet DEVIN, nous nous intéressons à la détection, la localisation, la poursuite et l'encerclement d'un drone ennemi par un essaim de drones.
Afin de répondre aux verrous scientifiques identifiés et énoncés ci-dessus, nous supposerons que l'essaim de drones évolue dans un environnement inconnu et potentiellement dynamique. En plus de leur centrale inertielle, ils seront équipés d'une caméra à événements de type sphérique. Cette dernière permettra à chaque drone de l'essaim de détecter et de localiser un potentiel ennemi et d'assurer sa poursuite de façon autonome. Elle servira également de moyen de communication entre les drones de l'essaim en utilisant des flash lumineux à motif unique. Le contrôle de la flottille sera assurée des contrôleurs décentralisés basés sur l'apprentissage par renforcement transférables facilement dans le monde réel et ayant des propriétés de stabilité.
Ce projet permettra d'obtenir une solution facilement transportable en utilisant comme moyen de détection, de localisation et de poursuite, un essaim de drones embarquant chacun des capteurs mobiles et à faible encombrement. DEVIN se positionne comme une approche complémentaire indispensable à court terme vis-à-vis des solutions développées jusqu'à présent dont le principal inconvénient est de ne pas pouvoir assurer la sécurité de sites mobiles (manifestations, cortèges, etc).