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Système d'aide au pilotage d'un aéronef, aéronef associé et procédé
d'aide au pilotage de cet aéronef
La présente invention se rapporte au domaine de l'aéronautique
et concerne plus particulièrement les systèmes d'aide au pilotage
d'un aéronef visant à réduire la charge de travail et/ou d'assimilation
des informations de vol perçues par un pilote lors du pilotage d'un tel
aéronef.
En outre, un tel système d'aide au pilotage et le procédé
associé sont destinés à être mis en oeuvre notamment lors de phases
de vol à basse altitude de l'aéronef de manière à éviter les risques de
collisions avec des obstacles fixes de l'environnement extérieur à
l'aéronef ou encore lors de phases de vol à une altitude quelconque
de manière à éviter les risques de collisions avec des obstacles
mobiles présents dans l'environnement extérieur à l'aéronef.
Par ailleurs, de tels aéronefs peuvent être formés par un avion,
un giravion ou encore par tout type d'aéronef autonome tels que des
drones et ne pas embarquer de pilote ou d'équipage à leur bord. De
tels aéronefs sont généralement désignés par l'acronyme anglais UAV
désignant en langue anglaise l'expression Unmanned Aerial
Vehicle . De tels aéronefs peuvent aussi être pilotés optionnellement
par un pilote agencé à bord de celui-ci. De tels aéronefs sont
généralement désignés par l'acronyme anglais OPV désignant en
langue anglaise l'expression "Optionally Piloted Vehicle". De tels
aéronefs correspondent ainsi en une combinaison entre les
caractéristiques d'un aéronef conventionnel permettant le transport
d'au moins un pilote et les aéronefs sans pilote embarqué de type
UAV.
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Par la suite, à des fins de simplification et de compréhension de
la demande, le terme d'aéronef peut donc englober notamment les
drones de type UAV ou de type OPV tel que précédemment décrits ou
encore les avions et les giravions avec un équipage embarqué, ces
aéronefs étant ainsi adaptés par exemple pour effectuer un transport
aérien de passagers et/ou de marchandises.
Par ailleurs et comme précédemment indiqué, le système d'aide
au pilotage peut être agencé en tout ou partie à bord de l'aéronef et
servir ainsi de moyen d'aide pour un pilote ou bien encore faire office
de fonction de "décision autonome".
De façon générale, les systèmes d'aide au pilotage d'aéronefs
de ce type peuvent permettre d'afficher sur des écrans de contrôle
des informations relatives à un risque de collision avec l'aéronef lié
par exemple à la proximité du relief ou encore à la présence
d'obstacles fixes ou mobiles.
De tels écrans de contrôle peuvent alors être embarqués à bord
de l'aéronef ou bien être utilisés au sol par un pilote pilotant à
distance un drone de type UAV ou OPV.
De tels systèmes d'aide au pilotage pour effectuer des vols à
basse altitude ont notamment été décrits par le Demandeur dans les
documents FR 2 712 251, FR 2 886 439 et FR 3 032 825. De tels
documents divulguent notamment le calcul d'une courbe fictive
associée à une trajectoire théorique optimale de franchissement d'un
obstacle dans un plan vertical correspondant au champ vers l'avant
de l'aéronef.
Cependant, ces systèmes d'aide au pilotage ne sont pas
adaptés pour permettre à un pilote d'apprécier différents niveaux de
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dangerosité correspondant à toutes les trajectoires possibles aptes à
être mises en oeuvre par l'aéronef.
De plus, une telle courbe fictive n'est pas adaptée pour certains
obstacles particuliers en dessous desquels un aéronef peut passer
librement. Ces obstacles particuliers peuvent notamment être formés
par des lignes électriques, des ponts ou toute autre construction
présentant une ouverture permettant le passage de l'aéronef en
dessous de celle-ci.
En outre, il a notamment été décrit et présenté le 3 mars 2016
dans un mémoire de thèse intitulé Système décisionnel dynamique
et autonome pour le pilotage d'un hélicoptère dans une situation
d'urgence et dont l'auteur est Konstanca NIKOLAJEVIC, un procédé
pour estimer le niveau de dangerosité d'une trajectoire d'aéronef. De
plus à la page 64 de ce mémoire, il est notamment décrit qu'un
aéronef peut comporter une interface homme-machine pour suggérer
à un pilote de l'aéronef des trajectoires d'évitement dans le cas d'un
évènement indésirable.
Cependant, un tel document ne précise pas comment ces
trajectoires d'évitement sont précisément suggérées au pilote de
l'aéronef par cette interface homme-machine. Un tel document ne
fournit donc pas une solution efficace permettant à un pilote de réagir
instantanément en cas de risque de collision avec un obstacle fixe ou
mobile.
En outre, le document WO 2016/050564 décrit quant à lui un
procédé et un système permettant de calculer et de présenter des
zones atteignables ou non atteignables par un aéronef. En outre, un
tel système présente un calculateur de vol (210) apte à générer une
enveloppe de trajectoires fonctions des performances de l'aéronef.
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Un tel système comporte par ailleurs une mémoire (220) dans
laquelle sont mémorisées des données telles que notamment le
modèle d'aéronef, l'itinéraire de la mission, des paramètres de vol,
des données utilisateurs et des zones d'exclusion de vol.
En outre, des capteurs (230) permettent une acquisition de
l'environnement extérieur à l'aéronef et un écran (240) connecté au
calculateur de vol (210) permet d'afficher des informations d'aide au
pilotage formées par une ou plusieurs zones colorées représentatives
de zones où l'aéronef peut voler ou ne pas voler. Il est également
précisé que cet écran peut être tactile, être formé par un écran bas
(242) ou un écran haut (246) monté sur la tête d'un pilote et associé
à un système de suivi de la tête (244).
En revanche, avec ce système une première couleur peut alors
être affichée sur l'écran pour indiquer les zones au dessus desquelles
l'aéronef peut voler et une deuxième couleur peut être affichée pour
indiquer les zones au dessus desquelles l'aéronef ne peut pas voler.
Un tel système d'aide au pilotage ne permet donc pas d'indiquer
à un pilote d'aéronef une différence de niveaux de dangerosité entre
deux régions de l'espace où l'aéronef peut voler.
Par conséquent, toutes les zones de l'espace que l'aéronef peut
atteindre sont alors affectées d'un même et unique niveau de
dangerosité.
La présente invention a alors pour objet de proposer un système
et un procédé d'aide au pilotage permettant de s'affranchir des
limitations mentionnées ci-dessus.
=
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En outre, un tel système d'aide au pilotage permet à un pilote
d'estimer le niveau de dangerosité de la trajectoire courante opérée
par l'aéronef et de comparer visuellement, en quelques fractions de
seconde, ce niveau de dangerosité avec ceux des autres trajectoires
que l'aéronef pourrait effectuer, par exemple suivant des directions
latérales nécessitant par exemple un ralentissement de l'aéronef ou
un changement de cap.
L'invention se rapporte donc à un système d'aide au pilotage
d'un aéronef, le système comportant :
= un calculateur de vol pour générer, à tout instant t, au
moins une première enveloppe en trois dimensions de
trajectoires aptes à être mises en oeuvre par l'aéronef sur
une durée de vol prédéterminée, la première enveloppe en
trois dimensions correspondant à un premier volume de
forme quelconque orienté sensiblement suivant un axe
confondu avec une direction d'avancement de l'aéronef,
= un organe d'initialisation permettant à un pilote de
l'aéronef d'initialiser le calculateur de vol avec des
données d'initialisation,
= des moyens d'acquisition d'un environnement extérieur
immédiat à l'aéronef, et
= au moins un support d'affichage électronique connecté au
calculateur de vol, le (ou les) support(s) d'affichage
électronique permettant d'afficher au moins au pilote des
informations d'aide au pilotage de l'aéronef générées par
le calculateur de vol, les informations étant formées par
au moins une zone colorée représentative d'au moins un
niveau de dangerosité relatif aux trajectoires aptes à être
mises en oeuvre par l'aéronef, les informations étant
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affichées en superposition sur une représentation de
l'environnement extérieur immédiat à l'aéronef.
Selon l'invention, les informations d'aide au pilotage de
l'aéronef comportent une première zone colorée représentative d'un
premier niveau de dangerosité et une deuxième zone colorée
représentative d'un deuxième niveau de dangerosité, la première
zone colorée et la deuxième zone colorée étant de couleurs distinctes
l'une de l'autre, le système d'aide au pilotage permettant au(x)
pilote(s) d'orienter la trajectoire de l'aéronef soit vers la première
zone colorée soit vers la deuxième zone colorée.
Autrement dit, un tel système d'aide au pilotage permet à un
pilote de l'aéronef d'apprécier visuellement le niveau de dangerosité
de chacune des directions dans lesquelles il peut faire évoluer
l'aéronef à basse altitude. Le calculateur de vol permet donc
d'affecter à chaque direction de l'espace en trois dimensions un
niveau de dangerosité et d'associer une zone de couleur dédiée à ce
niveau de dangerosité.
La ou les zones colorée(s) est (sont) donc des zones de forme
quelconque mais présentant un contour fermé en deux ou trois
dimensions délimitant sur le (ou les) support(s) d'affichage un
ensemble de directions de l'espace agencé dans l'environnement
extérieur immédiat à l'aéronef. L'ensemble des directions ainsi repéré
par ce contour fermé présente alors un niveau de dangerosité défini
comme étant supérieur à au moins un seuil prédéterminé.
En outre, tel que décrit par le Demandeur dans le document
FR 3 032 302, la première enveloppe en trois dimensions de
trajectoires aptes à être mises en uvre par l'aéronef sur une durée
de vol prédéterminée forme un volume de forme quelconque orienté
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sensiblement suivant un axe confondu avec une direction
d'avancement de l'aéronef. Un tel volume formant alors un ensemble
de positions atteignables par l'aéronef pendant une durée de vol
prédéterminée. Ces positions atteignables sont alors déterminées par
le calculateur de vol préalablement paramétré avec des données
d'initialisation relatives aux capacités de vol de l'aéronef incluant au
moins une des capacités suivantes : vitesses et accélérations
maximales dans les trois directions de l'espace, dérivées d'ordre
supérieur de l'une au moins des vitesses ou accélérations maximales
dans les trois directions de l'espace, rayons minimaux de rotation du
mouvement en lacet, angles de montée ou de descente, masse
maximale de la charge transportée et sollicitations maximales.
De plus, le pilote peut choisir intentionnellement d'orienter la
trajectoire de l'aéronef qu'il pilote en direction d'une région de
l'espace présentant le premier ou le deuxième niveau de dangerosité.
Grâce à l'emploi d'au moins deux couleurs distinctes, le pilote peut
en effet très rapidement identifier une couleur présentant un niveau
de dangerosité supérieur à un autre niveau de dangerosité. Par
exemple, la couleur verte peut être associée à un premier niveau de
dangerosité tandis que la couleur rouge peut être associée à un
deuxième niveau de dangerosité supérieur au premier niveau de
dangerosité. En outre, de telles informations d'aide au pilotage de
l'aéronef constituent donc une symbologie conforme vis-à-vis du
paysage extérieur représenté ou réel.
Avantageusement, les informations d'aide au pilotage de
l'aéronef peuvent être affichées en transparence sur la représentation
de l'environnement extérieur immédiat à l'aéronef.
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En d'autres termes, la zone colorée est transparente et/ou
translucide. Une telle zone colorée n'est donc pas opaque à la
lumière et laisse apparaitre en transparence l'environnement
extérieur immédiat à l'aéronef comportant un ensemble de directions
repéré par le contour fermé.
Selon un exemple de réalisation avantageux de l'invention, le
premier niveau de dangerosité et le deuxième niveau de dangerosité
peuvent être respectivement définis par une comparaison entre au
moins un paramètre de vol de l'aéronef avec une première valeur de
seuil et une deuxième valeur de seuil distinctes l'une de l'autre, le
(ou les) paramètre(s) de vol étant choisi(s) parmi le groupe
comportant le nombre de trajectoires aptes à être mises en oeuvre par
l'aéronef, la durée de vol T entre une trajectoire courante de l'aéronef
et un obstacle, le nombre dsol de trajectoires possibles dans la
première enveloppe en trois dimensions de trajectoires aptes à être
mises en oeuvre par l'aéronef, la manoeuvrabilité de l'aéronef, le
niveau de sollicitation dynamique de la trajectoire courante de
l'aéronef, le type de trajectoire d'évitement privilégiée et la distance
D entre la trajectoire courante de l'aéronef et l'obstacle.
Autrement dit, les différents niveaux de dangerosité sont définis
par des plages de valeurs du (ou des) paramètre(s) de vol. Chaque
niveau de dangerosité peut également correspondre à une plage de
valeurs d'une combinaison de plusieurs paramètres de vol. Ces
paramètres de vol sont alors avantageusement indépendants les uns
des autres.
Par exemple, un premier niveau de dangerosité peut
correspondre à une combinaison entre d'une part un nombre dsol de
trajectoires possibles inférieur à une première valeur de seuil dsol1 et
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d'autre part une durée de vol T inférieure à une deuxième valeur de
seuil Ti. Le deuxième niveau de dangerosité peut quant à lui
correspondre à une combinaison entre d'une part un durée de vol T
inférieure à une troisième valeur de seuil T2 et d'autre part une
distance D inférieure à une quatrième valeur de seuil Dl.
Avantageusement, le(s) support(s) d'affichage électronique
peu(ven)t comporter un écran fixe solidaire d'une planche de bord de
l'aéronef.
Un tel écran fixe peut également être désigné par l'expression
support d'affichage tête basse correspondant au regard du pilote
orienté en direction de la planche de bord de l'aéronef.
Dans ce cas, les moyens d'acquisition de l'environnement
extérieur immédiat à l'aéronef comportent au moins une caméra
permettant d'acquérir une pluralité d'images par seconde pour
générer un signal video apte à être affiché sur l'écran fixe. La (ou les)
zone(s) colorée(s) représentative(s) du (ou des) niveau(x) de
dangerosité est (sont) alors superposée(s) sur les images du signal
video.
En pratique, le(s) support(s) d'affichage électronique peu(ven)t
comporter un écran transparent au travers duquel le pilote regarde
l'environnement extérieur immédiat à l'aéronef.
Un tel écran transparent peut par exemple être fixe et est
généralement désigné par l'expression support d'affichage tête
haute correspondant au regard du pilote orienté en direction de
l'environnement extérieur à l'aéronef. Un tel écran transparent peut
dès lors être formé par un support d'affichage dédié ou également
être formé par un organe transparent et préexistant de l'aéronef tel
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que par exemple un pare-brise ou une vitre sur le(s)quel(s) les
informations d'aide au pilotage de l'aéronef sont affichées ou
projetées.
Un tel écran transparent peut également être de type portatif et
par exemple consister en une visière de casque ou des lunettes
portées par le pilote. L'écran portatif est alors mobile par rapport au
cockpit de l'aéronef et est associé à un capteur permettant de
mesurer des mouvements relatifs et/ou une orientation angulaire de la
tête ou du regard du pilote.
Dans ce cas, la (ou les) zone(s) colorée(s) représentative(s) du
(ou des) niveau(x) de dangerosité est (sont) alors directement
superposée(s) en transparence sur la représentation de
l'environnement extérieur immédiat à l'aéronef vue par le pilote au
travers de l'écran transparent.
Selon un autre exemple de réalisation avantageux de
l'invention, le calculateur de vol peut générer une deuxième
enveloppe en trois dimensions de trajectoires aptes à être mises en
oeuvre par l'aéronef sur une durée de vol prédéterminée, la deuxième
enveloppe en trois dimensions correspondant à un deuxième volume
de forme quelconque orienté sensiblement suivant un axe confondu
selon une deuxième direction fonction d'un regard latéral du pilote
par rapport à la direction d'avancement de l'aéronef, l'écran
transparent comportant un capteur permettant de détecter un angle
de regard du pilote par rapport à la direction d'avancement de
l'aéronef.
En d'autres termes, le calculateur de vol génère une deuxième
enveloppe en trois dimensions qui est distincte de la première
enveloppe en trois dimensions. De plus, cette deuxième enveloppe
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peut être calculée uniquement si le pilote regarde dans la deuxième
direction. Par ailleurs, les informations d'aide au pilotage de l'aéronef
peuvent être affichées temporairement sur l'écran transparent tant
que le pilote regarde dans la deuxième direction.
Avantageusement, les moyens d'acquisition de l'environnement
extérieur immédiat à l'aéronef peuvent comporter une mémoire pour
stocker une base de données terrain contenant des données
topographiques d'une zone de vol lors d'une mission de l'aéronef
et/ou une base de données obstacles contenant des données
relatives à des obstacles émergeants du relief de cette zone de vol.
Autrement dit, le calculateur de vol peut notamment utiliser des
données stockées dans la mémoire pour générer en tout ou partie la
première enveloppe en trois dimensions et/ou la deuxième enveloppe
en trois dimensions. En effet, des données issues d'un capteur de
position, de vitesse et/ou d'accélération de l'aéronef formant des
données cinématiques de l'aéronef peuvent être combinées avec les
données topographiques contenues dans la mémoire pour pouvoir
générer les différentes enveloppes en trois dimensions de trajectoires
de l'aéronef.
En pratique, les moyens d'acquisition de l'environnement
extérieur immédiat à l'aéronef peuvent comporter un capteur
d'environnement choisi parmi le groupe comportant les radars, les
lasers et les caméras par exemple.
Un tel capteur d'environnement est en effet adapté pour
détecter des obstacles mobiles comme d'autres aéronefs ou des
oiseaux et/ou des obstacles fixes non formés par le relief tels que par
exemple des immeubles, des ponts et des lignes électriques. Comme
précédemment, des données issues d'un capteur de position, de
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vitesse et/ou d'accélération peuvent alors être combinées avec les
données issues du capteur d'environnement pour pouvoir générer les
différentes enveloppes en trois dimensions de trajectoires de
l'aéronef.
Selon un exemple de réalisation avantageux de l'invention, le
système d'aide au pilotage peut comporter un support de stockage
pour mémoriser des données informatiques représentatives du (ou
des) niveau(x) de dangerosité relatif(s) aux trajectoires aptes à être
mises en oeuvre par l'aéronef.
Ainsi, un tel système d'aide au pilotage peut également être
utile pour analyser a posteriori les différents niveaux de dangerosité
des trajectoires effectuées par l'aéronef sur une mission donnée ou
encore sur une phase plus longue d'utilisation de l'aéronef. Les
données informatiques représentatives du (ou des) niveau(x) de
dangerosité relatif(s) aux trajectoires sont alors transmises à une
unité d'analyse dans une station sol située chez un exploitant de
l'aéronef et/ou chez le fabricant de l'aéronef. Suite à cette analyse
des données informatiques représentatives du (ou des) niveau(x) de
dangerosité des trajectoires effectuées par l'aéronef, un message
d'alerte peut être transmis à l'exploitant ou au pilote de l'aéronef
et/ou la périodicité des opérations de maintenance de l'aéronef peut
être modifiée en conséquence.
Ainsi, si les trajectoires effectuées par l'aéronef présentent
majoritairement un niveau de dangerosité faible, la périodicité des
opérations de maintenance de l'aéronef pourra alors être supérieure à
celle d'un aéronef effectuant des trajectoires présentant
majoritairement un niveau de dangerosité plus élevé.
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L'invention se rapporte également à un aéronef. Selon
l'invention, un tel aéronef est remarquable en ce qu'il comporte un
système d'aide au pilotage tel que décrit précédemment.
Ainsi, un tel aéronef permet à un pilote d'apprécier
visuellement, et ce très rapidement, le niveau de dangerosité de
chacune des directions dans lesquelles il peut faire évoluer l'aéronef
à basse altitude.
Comme déjà évoqué, la présente invention a aussi pour objet un
procédé d'aide au pilotage d'un aéronef, le procédé comportant :
= des étapes de calcul pour générer, à tout instant t, au
moins une première enveloppe en trois dimensions de
trajectoires aptes à être mises en oeuvre par l'aéronef sur
une durée de vol prédéterminée, la première enveloppe en
trois dimensions correspondant à un premier volume de
forme quelconque orienté sensiblement suivant un axe
confondu avec une direction d'avancement de l'aéronef,
= une étape d'initialisation permettant à un pilote de
l'aéronef d'initialiser les étapes de calcul avec des
données d'initialisation,
= des étapes d'acquisition permettant d'acquérir des
données représentatives d'un environnement extérieur
immédiat audit aéronef, et
= au moins une étape d'affichage permettant d'afficher au
moins au pilote des informations d'aide au pilotage de
l'aéronef générées lors des étapes de calcul, les
informations étant formées par au moins une zone colorée
représentative d'au moins un niveau de dangerosité relatif
aux trajectoires aptes à être mises en oeuvre par l'aéronef,
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les informations étant affichées au moyen d'au moins un
support d'affichage électronique en superposition sur une
représentation de l'environnement extérieur immédiat à
l'aéronef.
Selon l'invention, un tel procédé d'aide au pilotage est
remarquable en ce que les informations d'aide au pilotage de
l'aéronef comportent une première zone colorée représentative d'un
premier niveau de dangerosité et une deuxième zone colorée
représentative d'un deuxième niveau de dangerosité, la première
zone colorée et la deuxième zone colorée étant de couleurs distinctes
l'une de l'autre, le procédé d'aide au pilotage permettant au(x)
pilote(s) d'orienter la trajectoire de l'aéronef soit vers la première
zone colorée, soit vers la deuxième zone colorée.
En d'autres termes, une telle étape d'affichage est
particulièrement avantageuse car elle permet à un pilote d'aéronef
d'apprécier quasi instantanément un niveau de dangerosité associé
aux différentes directions de l'espace en trois dimensions dans lequel
il peut faire évoluer l'aéronef à basse altitude. Les étapes de calcul
permettent alors d'affecter à chaque direction de l'espace en trois
dimensions un niveau de dangerosité et d'associer une zone de
couleur dédiée à ce niveau de dangerosité.
La ou les zones colorée(s) est (sont) donc des zones de forme
quelconque mais présentant un contour fermé en deux ou trois
dimensions délimitant sur le (ou les) support(s) d'affichage un
ensemble de directions de l'espace agencé dans l'environnement
extérieur immédiat à l'aéronef. L'ensemble des directions ainsi repéré
par ce contour fermé présente alors un niveau de dangerosité défini
comme étant supérieur à au moins un seuil prédéterminé.
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Avantageusement, le procédé peut comporter au moins une
étape d'enregistrement pour mémoriser sur un support de stockage
des données informatiques représentatives du (ou des) niveau(x) de
dangerosité relatif(s) aux trajectoires aptes à être mises en oeuvre
par l'aéronef.
Autrement dit, la (ou les) étape(s) d'enregistrement sur le
support de stockage permet(tent) d'effectuer une analyse à posteriori
au sol du niveau de dangerosité des trajectoires effectuées par
l'aéronef pendant une mission ou pendant plusieurs missions. Cette
analyse est alors effectuée en opérant préalablement une étape de
transmission des données contenues dans le support de stockage
vers une unité d'analyse située par exemple au sol chez un fabriquant
de l'aéronef ou un exploitant de cet aéronef.
L'invention et ses avantages apparaîtront avec plus de détails
dans le cadre de la description qui suit avec des exemples donnés à
titre illustratif en référence aux figures annexées qui représentent :
- la figure 1, un schéma de principe d'un système d'aide au
pilotage conforme à l'invention,
- la figure 2, une vue de face d'un premier exemple de support
d'affichage électronique conformément à l'invention,
- la figure 3, une vue de face d'un second exemple de support
d'affichage électronique conformément à l'invention,
- la figure 4, une vue de dessus d'un aéronef conforme à
l'invention, et,
- la figure 5, un logigramme illustrant les étapes d'un procédé
d'aide au pilotage conforme à l'invention.
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Les éléments présents dans plusieurs figures distinctes sont
affectés d'une seule et même référence.
Comme déjà évoqué, l'invention se rapporte au domaine des
systèmes d'aide au pilotage d'un aéronef. Elle est particulièrement
adaptée pour permettre de faciliter la charge de travail d'un pilote
lors de vols à basse altitude.
Tel que représenté à la figure 1, un tel système d'aide au
pilotage 1 d'un aéronef comporte plusieurs organes distincts les uns
des autres interagissant entre eux.
Ainsi, le système d'aide au pilotage 1 comporte un calculateur
de vol 3 pour générer, à tout instant t, au moins une première
enveloppe en trois dimensions de trajectoires aptes à être mises en
oeuvre par l'aéronef sur une durée de vol prédéterminée.
En outre, une telle première enveloppe en trois dimensions 9
est illustrée à la figure 4 et correspond à un premier volume de forme
quelconque orienté sensiblement suivant un axe confondu avec une
direction d'avancement 14 de l'aéronef 2. Par exemple, lorsque
l'aéronef 2 décrit une trajectoire non rectiligne, cette première
enveloppe en trois dimensions 9 peut être formée par un cône
déformé et orienté latéralement et/ou verticalement vers le haut ou le
bas suivant une courbe.
Le calculateur de vol 3 peut comprendre par exemple un
ordinateur, un processeur, un circuit intégré, un système
programmable, un circuit logique, ces exemples ne limitant pas la
portée donnée à l'expression calculateur de vol .
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Au surplus, le système d'aide au pilotage 1 comporte également
un organe d'initialisation 4 permettant à un pilote de l'aéronef
d'initialiser le calculateur de vol 3 avec des données d'initialisation.
Un tel organe d'initialisation 4 peut notamment comprendre une
tablette à commande tactile, un appareil électroportatif tel un
"smartphone", un clavier, un dispositif de commande d'un pointeur sur
un écran, un "mini-manche" également désigné en langue anglaise
par les termes de "joystick" ou de "sidestick", une interface de
transfert de données telle un port USB ou un lecteur de CD, une telle
interface de transfert permettant de lire et de transférer les données
contenues sur un support de stockage annexe non représenté par une
connexion filaire ou non filaire en utilisant un protocole de
communication sans fil de type VVi-Fi ou Bluetooth notamment.
Les données d'initialisation peuvent notamment comprendre les
données relatives aux conditions de vol de la mission et donc avoir
un effet sur la première enveloppe en trois dimensions 9 de
trajectoires aptes à être mises en oeuvre par l'aéronef. Les données
d'initialisation définissant la première enveloppe en trois dimensions
9 peuvent alors correspondre à l'un des paramètres tels que la
hauteur maximale de vol, le plafond maximal de vol, la hauteur
minimale de vol, l'écart maximal par rapport à un plan de vol, la
vitesse maximale, la durée de vol T entre une trajectoire courante de
l'aéronef 2 et un obstacle, le type de vol privilégié ou le type de
trajectoire d'évitement d'obstacle privilégiée, par exemple latéral,
vertical ou une combinaison des deux.
Les données d'initialisation peuvent également se rapporter aux
capacités de vol de l'aéronef 2 pour permettre au calculateur de vol 3
de générer l'enveloppe en trois dimensions 9. Dans ce cas, les
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données d'initialisation peuvent alors correspondre à l'un des
paramètres tels que la capacité à cabrer de l'aéronef 2, la capacité
d'évitement latéral, les capacités/portées de détection de capteurs
permettant la détection du relief et/ou d'obstacles fixes ou mobiles.
Les données d'initialisation peuvent également inclure une route
définie par un ensemble de points aptes à être atteints par l'aéronef 2
entre un point de départ et un point d'arrivée de l'espace en trois
dimensions.
Bien entendu, de telles données d'initialisation possèdent une
valeur par défaut et peuvent par ailleurs également être modifiée à
tout moment de la mission par le pilote de l'aéronef 2.
Par ailleurs, le système d'aide au pilotage 1 comporte
également des moyens d'acquisition 5 d'un environnement extérieur
immédiat à l'aéronef 2.
De tels moyens d'acquisition 5 peuvent notamment comporter
une mémoire 20 pour stocker une base de données terrain
contenant des données topographiques d'une zone de vol lors d'une
mission de l'aéronef 2 et un capteur d'environnement 21 choisi parmi
le groupe comportant les radars, les lasers et les caméras.
Selon l'invention, le système d'aide au pilotage 1 comporte au
moins un support d'affichage électronique 6 connecté au calculateur
de vol 3 et affichant au moins au pilote des informations d'aide au
pilotage de l'aéronef 2 générées par le calculateur de vol 3.
Avantageusement, un tel système d'aide au pilotage 1 peut
également comporter un support de stockage 15 pour mémoriser des
données informatiques représentatives du (ou des) niveau(x) de
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dangerosité relatif(s) aux trajectoires aptes à être mises en oeuvre
par l'aéronef 2.
Telles que représentées aux figures 2 et 3, les informations
affichées sur le(s) support(s) d'affichage électronique 6 sont formées
par au moins une zone colorée 10, 11, 12, 13 représentative d'au
moins un niveau de dangerosité relatif aux trajectoires aptes à être
mises en oeuvre par l'aéronef 2. En outre, ces zones colorées 10, 11,
12, 13 sont alors affichées en superposition, voire également en
transparence, sur une représentation 7, 8 de l'environnement
extérieur immédiat à l'aéronef 2. De telles zones colorées 10, 11, 12,
13 sont donc générées par le calculateur de vol 3 et formées par des
surfaces de formes quelconques aux contours fermés.
Tel(s) que représenté(s) à la figure 2, le(s) support(s)
d'affichage électronique 6 peu(ven)t comporter un écran fixe 16
solidarisé à une planche de bord 17 de l'aéronef 2. Dans ce cas, la
représentation 7 de l'environnement extérieur immédiat à l'aéronef 2
peut être formée par un signal video issu d'au moins une caméra ou
tout autre type de capteur d'environnement 21.
En outre, les informations affichées sur l'écran fixe 16
comportent alors une première zone colorée 10 représentative d'un
premier niveau de dangerosité et une deuxième zone colorée 11
représentative d'un deuxième niveau de dangerosité. La première
zone colorée 10 et la deuxième zone colorée 11 sont alors colorées
avec deux couleurs distinctes l'une de l'autre.
Comme déjà évoqué, les différents niveaux de dangerosité sont
définis par des plages de valeurs du (ou des) paramètre(s) de vol.
Chaque niveau de dangerosité peut également correspondre à une
plage de valeurs d'une combinaison de plusieurs paramètres de vol.
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Ces paramètres de vol sont alors avantageusement indépendants les
uns des autres.
Par exemple, un premier niveau de dangerosité correspondant à
la première zone colorée 10 peut correspondre à une combinaison
entre d'une part un nombre dsol de trajectoires possibles inférieur à
une première valeur de seuil dsoll et d'autre part une durée de vol T
inférieure à une deuxième valeur de seuil Ti. Le deuxième niveau de
dangerosité correspondant à la deuxième zone colorée 11 peut quant
à lui correspondre à une combinaison entre d'une part un durée de
vol T inférieure à une troisième valeur de seuil T2 et d'autre part une
distance D inférieure à une quatrième valeur de seuil Dl.
Tel(s) que représenté(s) à la figure 3, le(s) support(s)
d'affichage électronique 6 peu(ven)t comporter de manière
complémentaire ou alternative un écran transparent 26 au travers
duquel le pilote regarde l'environnement extérieur immédiat à
l'aéronef 2.
Ainsi, les informations affichées sur l'écran transparent 26
comportent alors une première zone colorée 12 représentative d'un
premier niveau de dangerosité et une deuxième zone colorée 13
représentative d'un deuxième niveau de dangerosité. Comme
précédemment, la première zone colorée 12 et la deuxième zone
colorée 13 sont alors colorées avec deux couleurs distinctes l'une de
l'autre.
En outre, un tel écran transparent 26 peut être de type portatif
et consister alors en une paire de lunettes ou une visière de casque.
Dans ce cas, l'écran transparent 26 peut avantageusement comporter
également un capteur 27 permettant de détecter un angle de regard
du pilote par rapport à la direction d'avancement de l'aéronef 2.
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En effet tel que représenté à la figure 4, un tel capteur 27
permet de détecter une variation de l'orientation du regard du pilote
par exemple d'un angle a entre une direction d'avancement 14 de
l'aéronef 2 et une deuxième direction 24 correspondant au regard du
pilote. Une fois cet angle détecté, le calculateur de vol peut
instantanément calculer et générer une deuxième enveloppe en trois
dimensions 19 de trajectoires aptes à être mises en oeuvre par
l'aéronef 2 sur une durée de vol prédéterminée.
Dans ce cas, le calculateur de vol 3 permet alors d'afficher des
informations sur l'écran transparent 26 comportant alors une nouvelle
zone colorée représentative d'un niveau de dangerosité dans la
deuxième direction 24.
Telle que représentée à la figure 5, l'invention se rapporte
également à un procédé d'aide au pilotage 30 d'un aéronef 2.
Un tel procédé d'aide au pilotage 30 comporte ainsi une étape
d'initialisation 31 permettant à un pilote de l'aéronef 2 d'initialiser des
étapes de calcul 33 avec des données d'initialisation. Cette étape
d'initialisation 31 est ainsi mise en oeuvre par un organe
d'initialisation 4 tel que décrit précédemment.
Le procédé d'aide au pilotage 30 comporte également des
étapes d'acquisition 32 permettant d'acquérir des données
représentatives d'un environnement extérieur immédiat à l'aéronef 2.
De telles étapes d'acquisition 32 sont mises en oeuvres par les
moyens d'acquisition 5 tels précédemment décrits.
En outre, le procédé d'aide au pilotage 30 comporte des étapes
de calcul 33 pour générer, à tout instant t au moins une première
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enveloppe en trois dimensions 9 de trajectoires aptes à être mises en
oeuvre par l'aéronef 2 sur une durée de vol prédéterminée. Cette
première enveloppe en trois dimensions 9 correspond à un premier
cône de révolution d'axe confondu avec une direction d'avancement
14 de l'aéronef 2.
Par ailleurs, un tel procédé d'aide au pilotage 30 comporte au
moins une étape d'affichage 34 permettant d'afficher au moins au
pilote des informations d'aide au pilotage de l'aéronef 2 générées lors
des étapes de calcul 33 par le calculateur de vol 3.
Ces informations d'aide au pilotage sont donc formées par au
moins une zone colorée 10, 11, 12, 13 représentative d'au moins un
niveau de dangerosité relatif aux trajectoires aptes à être mises en
oeuvre par l'aéronef 2.
Une telle étape d'affichage 34 est ainsi mise en oeuvre au
moyen d'au moins un support d'affichage électronique 6 en
superposition sur une représentation 7, 8 de l'environnement
extérieur immédiat à l'aéronef 2.
Tel que représenté de manière optionnelle, le procédé 30 peut
également comporter au moins une étape d'enregistrement 35 pour
mémoriser sur le support de stockage 15 des données informatiques
représentatives du (ou des) niveau(x) de dangerosité relatif(s) aux
trajectoires aptes à être mises en uvre par l'aéronef 2.
Naturellement, la présente invention est sujette à de
nombreuses variations quant à sa mise en oeuvre. Bien que plusieurs
modes de réalisation aient été décrits, on comprend bien qu'il n'est
pas concevable d'identifier de manière exhaustive tous les modes
possibles. Il est bien sûr envisageable de remplacer un moyen décrit
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par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente
invention.
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