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Véhicule de transport autonome pour la logistique interne

Les projets de fin d’études d’étudiants prouvent que la nouvelle génération d’experts techniques déborde d’idées.

Dominik Eickmann et Dennis Hotze, deux étudiants travaillant ensemble sur leur thèse de mémoire dans le laboratoire pour la technique d’entraînement à l’Université de Bochum, ont conçu et construit un véhicule de logistique interne. Le véhicule de 250 kg et fonctionnant sur deux batteriess de voiture standard peut transporter une charge allant jusqu’à 400 km et peut être rechargée via un réseau électrique normal. Des roues Mecanum apportent une manœuvrabilité optimale. Il sera progressivement développé pour devenir un véhicule de transport. Les étudiants, supervisés par le professeur Arno Bergmann, ont deux objectifs : dans un premier temps, le véhicule doit apporter une véritable valeur ajoutée dans la pratique, par exemple pour le transport de matériel dans un atelier mécanique interne. Et dans un deuxième temps, ils comptent poser les jalons pour d’autres recherches dans le domaine de la conduite autonome. En plus des profilés en aluminium de notre système de construction modulaire MB, le groupe de travail utilisent des composants qui sont généralement associés uniquement avec les jeux vidéo.

La modularité est une condition sine qua non

Cela a très bien fonctionné, tant du côté de l’électronique que du côté mécanique.

L’objectif ultime est que, après que le véhicule a été développé par d’autres étudiants, il soit en mesure de se déplacer de façon complètement autonome à travers le campus de l’Université de Bochum en transportant des objets. Le fait qu’il ne soit pas possible de modifier les bâtiments du campus pose un défi particulier : « Les véhicules de transport autonomes sont souvent guidés par des marquages au sol ou des éléments similaires. Mais nous ne voulons pas modifier les bâtiments de l’université, tout repose donc sur la technologie du véhicule », explique le professeur Bergmann. Étant donné que la technologie de capteurs ne cesse de s’améliorer, il fallait un modèle complètement modulaire. C’est pourquoi nous nous sommes tourné vers la technique de profilés du système de construction modulaire pour la structure du cadre et l’armoire électrique.

De manière générale, le professeur Bergmann considère nos profilés en aluminium comme la solution idéale pour la construction de véhicules de transport (autonomes). La modularité et une technique d’assemblage simple garantissent un ajustement rapide et un fonctionnement efficace. Dans ce cas, le service de découpe et les trous pré-percés permettaient d’assembler le véhicule en cinq jours. Grâce aux données CAO appropriées, les étudiants ont pu créer un modèle virtuel pour tout le design dans SolidWorks et concevoir le fonctionnement interne du véhicule de transport. Lors de la construction de l’armoire électrique, des profilés chapeau ont été utilisés à l’arrière. Étant donné que l’électronique standard est toujours construit avec une attache adaptée, il n’y a qu’à le clipser pour qu’il soit directement installé dans l’armoire électrique. « Cela a très bien fonctionné, tant du côté de l’électronique que du côté mécanique », explique le professeur.

Création étape par étape d’un véhicule de transport autonome

Pour le moment, le véhicule est toujours contrôlé par une manette de XBOX courante. Mais la manette sans fil n’est pas le seul composant qui provient d’une console de jeu. La technique de capteurs Kinect de la XBOX, utilisée pour la détection de mouvements pour les jeux de réalité virtuelle, a elle aussi été utilisée pour les capteurs principaux. Ces caméras sont idéales parce qu’elles sont capables de reconnaitre non seulement les silhouettes grossières, mais également de percevoir la profondeur. Un capteur 2D mesure la distance précise entre les objets. 20 capteurs ultrasoniques disposés autour du véhicule détectent les obstacles à proximité. Des capteurs spéciaux servant à détecter les escaliers sont placés à l’avant et à l’arrière afin de permettre au véhicule de freiner à temps.

Pour Dominik Eickmann et Dennis Hotze, le véritable travail de ce projet commença par le design du système. Celui-ci a analysé en détail comment le véhicule de transport autonome interagirait à la fois avec son environnement et son utilisateur. En nous appuyant sur cette analyse, nous avons pu déduire les exigences du véhicule, avec un accent particulier mis sur l’analyse de risques. Étant donné que le laboratoire pour la technique d’entraînement se spécialise dans le développement de logiciels à partir d’un modèle standard, cette approche ne laisse pas beaucoup de place aux surprises. Une simulation de système peut être utilisée directement pour générer un logiciel. Cette méthode est fréquemment utilisée dans l’industrie automobile ainsi que dans le secteur de l’aérospatial. Les étudiants et le personnel du laboratoire savent exactement à qui s’adresser pour obtenir le support crucial dont ils ont besoin dans d’autres domaines : « Dans l’ensemble, la mécanique est un sujet dont nous avons besoin, mais dans lequel nous ne sommes pas experts. C’est pour cela que les solutions d’item sont particulièrement utiles », résume le professeur Bergmann.

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