Lancement du satellite OPS-SAT avec la solution d'AI embarquée développée dans le cadre du projet CIAR

“Laboratoire volant” : le satellite OPS-SAT de l’ESA a été envoyé dans l’espace dans le cadre de la mission CHEOPS à bord d’une fusée Soyouz-Fregat depuis le port spatial européen de Kourou, en Guyane française

Depuis 2 ans, Activeeon participe au projet CIAR (Chaine Image Autonome et Réactive) de l’IRT Saint-Exupéry (Sophia-Antipolis) dans le but d’implémenter des algorithmes de réseaux de neurones sur le FPGA d’OPS-SAT pour la détection et la classification des objets sur les images satellite. Les outils d’Activeeon aident à accélérer le développement et la précision de l’IA pour l’utilsation à bord des satellites.

Le 18 décembre, le lanceur Soyouz-Fregat a transporté dans l’espace trois ‘CubeSats’, petits satellites basés sur des unités cubiques standardisées de 10 cm, parmi lesquels OPS-SAT de l’ESA – le premier au monde banc d’essai en orbite gratuit pour de nouveaux logiciels, applications et techniques de contrôle des satellites.

L’objectif d’OPS-SAT est de tester et de valider les nouvelles techniques de contrôle de mission et de systèmes satellitaires embarqués. OPS-SAT se consacre à la démonstration de capacités de contrôle de mission radicalement améliorées, qui apparaîtront lorsque les satellites pourront voler avec des ordinateurs de bord plus puissants. Le satellite ne mesure que 30 cm de haut, mais il contient un ordinateur expérimental dix fois plus puissant que tout engin spatial actuel de l’ESA.

Le cœur du payload du satellite OPS-SAT est la plate-forme de traitement, chargée de fournir un environnement reconfigurable capable de répondre aux objectifs de chaque expérience. La plate-forme de traitement fonctionne sous Linux, car le système d’exploitation bénéficie d’un framework flexible et reconfigurable, doté de capacités de traitement sophistiquées, d’interfaces, d’intégrité mémoire et de logique reconfigurable. La plate-forme se compose d’un’Altera Cyclone V SoC’ avec un Cortex-A9 MPCore ARM dual-core et un FPGA Cyclone V. Régulièrement, le code embarqué sur OPS-SAT sera mis à jour depuis la Terre. Les contraintes sont nombreuses : consommation de mémoire, électricité, vitesse d’exécution, etc.

Le rôle du logiciel ProActive d’Activeeon dans ce projet est d’aider au choix des hyperparamètres ou des modèles pour déterminer quels réseaux de neurones ou autres algorithmes à utiliser sur la détection des images satellites pour le prochain code à charger sur OPS-SAT. Le prochain objectif du projet CIAR est donc de :

• trouver les meilleurs hyperparamètres d’algorithmes embarqués afin d’avoir un algorithme rapide et performant, minimisant les erreurs de détection
  
• trouver la meilleure implémentation et la meilleure infrastructure cible pour les algorithmes embarqués : automatiser et paralléliser la compilation du code pour le flashage des différentes cartes : FPGA, ASICs, TPUs,… pour les comparer
• faciliter la récupération de données à partir de diverses plateformes (Copernicus, PEPS,…) pour l’entraînement des algorithmes d’apprentissage automatique

Ces principes et techniques sont également applicables à d’autres domaines, les drones, par exemple. Le domaine des systèmes embarqués est vaste, et OPS-SAT n’est qu’un cas d’utilisation parmi d’autres.

Pour en savoir plus sur OPS-SAT : https://www.esa.int/Enabling_Support/Operations/OPS-SAT

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Publié le 18/12/2019