Grant: Alliance Grants

This large-scale research program addresses the challenges of autonomous navigation in subarctic environments by focusing on three research thrusts: perception, navigation, and motion. Through a partnership with three other research laboratories (i.e., from General Dynamics Land Systems, Hydro-Québec, and Defence Research and Development Canada), Université Laval will explore these thrusts through the development of applications that require significant knowledge advancement to be successfully executed. The applications include long-distance resupplying missions in off-road conditions, inspection of transmission lines, and monitoring of electrical substations. The experimental setups will rely on three large-scale robots capable of off-road driving. These robots will be mirrored on partner sites to facilitate regular technology transfer activities. The research program includes ten work packages that address specific research questions related to the three thrusts. These work packages will train nine internships, five Master's, eight Ph.D. projects, five postdoctoral fellows, and two research professional positions. The expected outcomes range from characterizing sensors and proposing new algorithms to benchmarking and demonstrating the effectiveness of the developed solutions. Overall, this research program will advance the field of autonomous navigation in extreme environmental conditions such as snowstorms, black ice, fog, and floods. With its strong experimental approach, the research will also provide practical solutions for real-world applications that can be transferred to the industry. By addressing the challenges of perception, navigation, and motion, the program seeks to improve the autonomy and reliability of autonomous vehicles operating in harsh winter conditions, a real concern in Canada. In an unpredictable world where environments are rapidly changing and where repetitive tasks face labor shortages, we expect that applications such as inspecting critical infrastructure and resupplying remote camps can be delegated to autonomous robotic systems. Ce programme de recherche aborde les défis de la navigation autonome en milieu subarctique selon trois axes de recherche : la perception, la navigation et le mouvement. En partenariat avec trois autres laboratoires de recherche (i.e., General Dynamics Land Systems, Hydro-Québec, Recherche et développement pour la défense Canada), l'Université Laval explorera ces axes par l'intermédiaire d'exemples d'applications hors-route. Les applications proposées sont les missions de ravitaillement de longue distance, l'inspection des lignes de transmission et la surveillance des stations électriques. Les expérimentations terrain s'appuieront sur trois robots capables de déplacements hors-route. Des versions miroir des robots seront utilisés sur les sites partenaires afin de faciliter les activités de transfert technologique. Le programme de recherche comprend dix modules de travail qui traitent de questions de recherche spécifiques liées aux trois axes. Au total, le programme formera neuf stages, cinq maîtrises et huit doctorats, ainsi que cinq stagiaires postdoctoraux et deux professionnels de recherche. Les résultats attendus vont de la caractérisation des capteurs jusqu'à la création de nouveaux algorithms de navigation qui seront étalonnés et dont l'efficacité sera démontrée sur le terrain. Ce programme de recherche vise à faire progresser le domaine de la navigation autonome dans des conditions environnementales extrêmes telles que les tempêtes de neige, le verglas, le brouillard et les inondations. Avec sa forte approche expérimentale, il fournira également des solutions pratiques pour des applications du monde réel qui peuvent être transférées à l'industrie. En abordant les défis de la perception, de la navigation et du mouvement, le programme vise à améliorer l'autonomie et la résilience des véhicules autonomes évoluant dans des conditions hivernales rigoureuses, comme celles du Canada. Dans un monde en évolution rapide où les tâches répétitives et les pénuries de main-d'oeuvre sont omni-présentes, nous nous attendons à ce que des applications telles que l'inspection d'infrastructures critiques et le ravitaillement de camps éloignés puissent être déléguées à des systèmes robotiques autonomes.