Stage - Mise en Place D’un Simulateur Pour

**Magellium** (Groupe Artal), avec ses 300 collaborateurs, est un acteur indépendant, spécialiste sur la chaîne de **valorisation du pixel et de la donnée image et vidéo** (du capteur satellite, aéroporté ou drone jusqu’à son utilisation dans les systèmes d’information géographique, la cartographie et la Géointelligence).

Magellium promeut la maîtrise des technologies du logiciel, de l’IA, du traitement d’image et de la géomatique.

Magellium développe des systèmes de vision et de traitement de données dans les domaines de la **robotique spatiale**, de la défense et de l’industrie. Nos clients sont les principaux acteurs industriels et institutionnels de ces secteurs.

**Description du poste**:
Le pôle robotique de Magellium est un acteur de référence dans les technologies de perception et de navigation pour les robots d’exploration spatiale. Fort de collaborations avec des institutions telles que le CNES et l’ESA, nous développons depuis plusieurs années des solutions à haut niveau de maturité technologique (TRL) pour des missions comme ExoMars ou MMX, tout en travaillant sur des projets de R&D avancée. Récemment, nous avons conçu une chaîne de navigation autonome basée vision destinée à des robots terrestres le cadre du challenge MOBILEX.

A gauche : le simulateur actuel de MOBILEX sous Webots - A droite, le simulateur lunaire sous IsaacSim

Dans ce contexte, nous mettons un focus particulier sur l’adaptation de nos algorithmes au contexte lunaire et sur le développement de solutions terrestres robustes. Ces développements nécessitent des environnements de simulation avancés pour valider, optimiser, et entraîner nos algorithmes dans des conditions réalistes.

Ce stage s’inscrit dans cette dynamique et vise à faire évoluer notre environnement de simulation, aussi bien pour des scénarios lunaires que terrestres.

Pour tester et valider les algorithmes de navigation autonome de nos rovers, nous avons besoin d’un simulateur capable de reproduire des environnements variés avec un haut degré de réalisme.

Ce simulateur doit permettre:

- D’évaluer, voir entraîner des algorithmes de perception visuelle et de navigation:

- En simulant des capteurs (caméras, LIDAR, IMU, etc.) pour fournir des données réalistes à nos systèmes de vision par ordinateur et de localisation.
- En générant des rendus photo-réalistes grâce notamment au ray-tracing.
- De tester des algorithmes en boucle fermée en ros2:

- Les algorithmes de navigation génèrent des commandes à partir des données capteurs simulées. Ces commandes pilotent le rover dans l’environnement simulé, permettant de valider les interactions entre logiciel et robot en temps réel.
- De modéliser les interactions physiques entre le rover et son environnement:

- Le simulateur doit reproduire avec précision les interactions mécaniques (adhérence, dérapage, franchissement d’obstacles, préhension bras robotique) sur des terrains complexes comme le régolithe lunaire ou des sols déstructurés terrestres.
- D’être compatible avec des architectures hardware-in-the-loop:

- Le simulateur devra permettre d’exécuter les algorithmes sur des cartes embarquées dédiées, tout en échangeant des données avec le PC exécutant la simulation.
- De modéliser fidèlement des terrains variés de grande échelle:

- Des larges environnements lunaires (cratères, régolithe) et terrestres (zones déstructurées, terrains accidentés) doivent être simulés avec un rendu fluide et réaliste.

**Objectifs du stage**

Après évaluation des options disponibles, nous avons choisi Isaac Sim, un moteur de simulation avancé développé par NVIDIA, qui répond à nos critères. Un premier environnement lunaire simulé à été mis en place dans le cadre d’un projet open-source. Votre stage consistera à contribuer à ce projet en développant et améliorer cet environnement de simulation afin de répondre aux besoins spécifiques de nos projets:

- Prise en main du simulateur lunaire existant:

- Comprendre les fonctionnalités actuelles et leur configuration, analyser les points d’amélioration.
- Amélioration du photo-réalisme:

- Intégrer des phénomènes visuels liés à la surface lunaire, comme la diffusion lumineuse dans le régolithe.
- Implémentation d’un rover avec sa suite de capteurs:

- Simuler des capteurs tels que caméras, LIDAR, IMU, nécessaires à la navigation autonome.
- Intégration de la chaîne de navigation autonome MOBILEX:

- Connecter les algorithmes de navigation développés dans le cadre du projet MOBILEX au simulateur pour des tests en boucle fermée.
- Ajout d’un bras robotique au rover:

- Intégrer un bras permettant de manipuler des objets simulés dans l’environnement.
- Mise en place d’un environnement hardware-in-the-loop:

- Intégrer la chaîne de navigation autonome à une carte embarquée et l’interfacer avec la simulation.
- Migration