TP Comment orienter un véhicule de façon autonome ?

publié le 22 juin 2025 par Olivier TOURVIEILLE

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Description

Mise en situation

Les véhicules autonomes circulent sur les routes sans l’intervention d’un être humain. Ils sont équipés d'un système de pilotage automatique qui leurs permettent de rouler dans des conditions réelles de circulation.

L’industrie fait également appel à des robots autonomes pour le déplacement de marchandises dans les entrepôts (https://www.youtube.com/watch?v=wxbi-ErDqPk ou https://www.youtube.com/watch?v=LDhJ5I89H_I). Ces robots autonomes sont pourvus de capteurs leur permettant de s’orienter et d’éviter toute collision avec le personnel, les structures fixes et les autres robots.

De nombreux systèmes industriels sont automatiques : ils exécutent des tâches plus ou moins complexes de manière autonome. Chacune de ces tâches peuvent très souvent être décomposées en tâches élémentaires (que l’on peut décrire avec la chaîne d’information/puissance).

Dans cette activité, nous nous intéresserons plus particulièrement aux composants de la chaîne d’information, et notamment à la manière dont l’unité de traitement gère les ordres et informations.

Thème de la séquence

Programmer une carte Arduino et le robot mBot en Scratch avec le logiciel mBlock. Etudier le fonctionnement d’un capteur et programmer un objet. Découvrir l’Intelligence Artificielle avec les méthodes par apprentissage (machine-learning)

Problématique

Comment orienter un robot de marchandise ou un véhicule en évitant tout contact avec des obstacles ?

Compétences développées

- Identifier les erreurs de mesure

- Instrumenter tout ou partie d’un produit en vue de mesurer les performances

- Traduire le comportement attendu ou observé d’un objet

- Modifier les paramètres influents et le programme de commande en vue d’optimiser les performances du produit

- Analyser le traitement de l’information

- Traduire un algorithme en programme exécutable

Thématiques du programme

- Les territoires et les produits intelligents, la mobilité des personnes et des biens

- Les structures et les enveloppes

- Les réseaux de communication et d’énergie

- Les objets connectés, l’internet des objets

- Les mobilités des personnes et des biens

Connaissances

- Gamme d’appareils de mesure et capteurs

- Capteurs, composant d’une chaîne d’acquisition

- Paramétrage d’une chaîne d’acquisition

- Carte micro-contrôleur

- Algorithme, programme Langage informatique

- Langage de programmation

- Notions sur l’intelligence artificielle

Présentation de la séquence

Dans cette séquence, les élèves étudieront dans un premier temps un capteur à ultrasons et vérifieront ses caractéristiques techniques par rapport à celles fournies par le constructeur. La séquence portera ensuite sur la programmation du robot mBot pourvu de ce capteur à ultrasons qui devra se déplacer sans rentrer un contact avec son environnement. La fin de la séquence permettra d’améliorer le comportement du mBot grâce à de l’Intelligence Artificielle sous forme de machine-learning.