S.O.N.I.A (Système d’Opération Nautique Intelligent et Autonome) est un club scientifique de l'École de Technologie Supérieure à Montréal, QC, qui conçoit et fabrique des sous-marins autonomes depuis 23 ans. S.O.N.I.A a été fondée en 1999 et ses membres ont conçu un total de 8 sous-marins autonomes depuis. Le club est composé d'étudiants des programmes de mécanique, d'électricité, de production automatisée et de logiciel.

Le but principal de S.O.N.I.A. est de participer à l'événement annuel Robosub événement à San Diego, en Californie. Ce concours vise à tester l'autonomie des sous-marins et les compétences des groupes d'étudiants en termes d'innovation en mettant en place diverses missions sous-marines. Ce concours permet, entre autres, de mesurer les progrès réalisés au cours de l'année. S.O.N.I.A doit effectuer plusieurs tâches complexes telles que l'identification d'obstacles, le ramassage et la chute d'objets, le suivi de signaux acoustiques, le tout sans intervention humaine. Actuellement, S.O.N.I.A. soutient deux prototypes (AUV7 et AUV8)

De plus, S.O.N.I.A est une association étudiante de premier cycle et à ce titre, nous croyons en l'harmonie du travail d'équipe et que les connaissances s'acquièrent mieux par l'expérience pratique. Notre objectif est d' offrir un environnement éducatif pour tous dont le désir est d'apprendre tout en croyant fermement à l'avancement de la robotique. S.O.N.I.A est un groupe qui souhaite innover et aller de l'avant dans les solutions qu'il développe.

Nous souhaitons toujours améliorer ce qui est en place pour améliorer les prototypes à chaque version. Nous croyons également que le partage des connaissances est très important et c'est pourquoi nous voulons faire de ce projet un projet open source pour permettre aux autres équipes d'innover et de développer à leur tour un meilleur sub. Le club partage déjà tous ses répertoires GitHub afin d'aider d'autres équipes participant à la compétition ou toute autre personne souhaitant concevoir un sous-marin autonome.

Il est essentiel pour un AUV d'interagir avec son environnement. Pour ce faire, S.O.N.I.A. est équipé de capteurs et d'actionneurs. Ces dispositifs permettent la vision, la localisation à l'aide d'un sonar, le calcul de la distance et la position précise sous l'eau. Tous ces paramètres sont ensuite utilisés simultanément pour réaliser diverses tâches telles que l'identification d'un objet la prise d'objets ou le lancement de torpilles à un endroit précis. Vous trouverez ci-dessous les trois départements travaillant sur l’AUV.

Équipe Mécanique

Les principales responsabilités de l’équipe sont de concevoir, construire et entretenir les parties du sous-marin. Les pièces comprennent l'enceinte, le moyeu, les supports et les actionneurs. S.O.N.I.A utilise le logiciel d'un de ses commanditaires le plus fidèle, SolidWorks, pour la conception 3D. La méthode CNC et la fabrication additive sont ensuite utilisées pour concevoir les pièces.

D'autre part, l'équipe travaille constamment sur de nouvelles idées et aide d'autres départements à améliorer l'efficacité de l'AUV. Enfin, la maintenance régulière des pièces en mouvement fait partie de leurs tâches. L'innovation et l'amélioration font partie de notre culture chez S.O.N.I.A.

Toutes les extrusions d'aluminium ont été fabriquées à l'aide d'une CNC. Cela représente plus de 250 heures d'ulisation de la machine. La forme en croix nous permet d'augmenter le nombre d'appareils sur une surface plus large. L'impression en 3D est utilisé pour installer les composants électroniques et internes à l'intérieur du boîtier.

Équipe Électrique

L'équipe électrique est responsable du développement de toutes les cartes de circuits et de la gestion des perturbations provenant de l'alimentation, de la chaleur et du champ électromagnétique. Le défi le plus évident pour l’équipe est non seulement d’adapter les nombreux composants électriques dans une zone restreinte, mais également de laisser de la place pour la maintenance.
De plus, toutes nos cartes sont conçues, soudées et testées dans notre laboratoire. La conception et la fabrication de nos propres composants fait partie de la culture S.O.N.I.A.

Pour simplifier la gestion des cables, de la communication et de la distribution de la puissance électrique, l'équipe électrique a conçu le système électrique autour d'une plaquette d'inter-connexion. Ceci nous permet d'avoir toutes les cartes fabriquées connectées une seule plaquette. Les microcontrôleurs et FPGA sont programmés par les membres pour traiter et interagir avec les capteurs.

Équipe Logiciel

L'équipe logiciel est responsable du développement des pilotes utilisés pour communiquer avec les 6 capteurs. Une fois les communications établies, l’équipe reçoit les données collectées. L'analyse des données est ensuite effectuée à l'aide de l'algorithme codé par l'équipe. Tous ces éléments sont vitaux pour l’interaction fluide entre l’AUV et son environnement sous-marin.

L'écosystème logiciel est construit autour ROS (Robot Operating System) et Docker. Cette flexibilité a permis à l'équipe de développer des programmes individuels (pilotes) pour chaque capteur et de les intégrer dans des applications plus importantes telles que le serveur de vision, la carte sémantique, le système de contrôle et le système de mission.