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This document presents the final specification of use cases aimed to assess the potential of Internet of Things for enhancement and enabling of Automated Driving in AUTOPILOT project.

Today, the inspection of structures is carried out through visual assessments effectedby qualified inspectors. This procedure is very expensive and can put the personal indangerous situations. Consequently, the development of an unmanned aerial vehicleequipped with on-board vision systems is privileged nowadays in order to facilitate theaccess to unreachable zones.In this context, the main focus in the thesis is developing original methods to deal withplanning, reference trajectories generation and tracking issues by a hovering airborneplatform. These methods should allow an automation of the flight in the presence of airdisturbances and obstacles. Within this framework, we are interested in two kinds ofaerial vehicles with hovering capacity: airship and quad-rotors., Aujourd'hui, l'inspection des ouvrages d'art est réalisée de façon visuelle par des contrôleurs sur l'ensemble de la structure. Cette procédure est coûteuse et peut être particulièrement dangereuse pour les intervenants. Pour cela, le développement du système de vision embarquée sur des drones est privilégié ces jours-ci afin de faciliter l'accès aux zones dangereuses.Dans ce contexte, le travail de cette thèse porte sur l'obtention des méthodes originales permettant la planification, la génération des trajectoires de référence, et le suivi de ces trajectoires par une plate-forme aéroportée stationnaire autonome. Ces méthodes devront habiliter une automatisation du vol en présence de perturbations aérologiques ainsi que des obstacles. Dans ce cadre, nous nous sommes intéressés à deux types de véhicules aériens capable de vol stationnaire : le dirigeable et le quadri-rotors.Premièrement, la représentation mathématique du véhicule volant en présence du vent a été réalisée en se basant sur la deuxième loi de Newton. Deuxièmement, la problématique de génération de trajectoire en présence de vent a été étudiée : le problème de temps minimal est formulé, analysé analytiquement et résolu numériquement. Ensuite, une stratégie de planification de trajectoire basée sur les approches de recherche opérationnelle a été développée.Troisièmement, le problème de suivi de trajectoire a été abordé. Une loi de commande non-linéaire robuste basée sur l'analyse de Lyapunov a été proposée. En outre, un pilote automatique basée sur les fonctions de saturations pour un quadri-rotors a été développée.Les méthodes et algorithmes proposés dans cette thèse ont été validés par des simulations.

International audience; Trajectory generation is a fundamental part of planning for lighter-than-air robots. In the first part of this paper, the accessibility of this nonlinear affine system with drift is studied using the Lie algebra rank condition. The second one presents 3D time-optimal translational trajectories characterization for a lighter-than-air robot in steady wind. If unaccounted for, winds can substantially degrade the performance of an autonomous airship guidance system. The minimum time problem is considered using the optimal control theory to establish the 3D path between two different configurations (position and orientation), assuming that the system has independent bounded control over the acceleration as well as the turning rates for the flight path and heading angles. The contribution of the work is to do the planning in 3D with varying velocity, heading angle, and path angle, taking into account a piecewise constant wind, with a periodic update.

ASER; International audience