Brevet FR2780380A1 — publié le 19991231

La présente invention concerne un dispositif pour assister le pilotage en vol. L'invention concerne également un procédé d'assistance. Selon le document US-A 5 459 824, on connaît un système d'affichage de navigation selon lequel les données d'image pour représenter une carte ou la position actuelle, sont transformées en tenant compte d'un tableau de références utilisant une palette définie ou sélectionnée par l'utilisateur pour les données de couleur sur un affichage de tube cathodique. Une telle représentation avec des couleurs différentes facilite pour le pilote la reconnaissance des obstacles, en particulier celle d'obstacles " minces " analo- gues à un câble. Ce problème de mauvaise reconnaissance doit être éliminé par d'autres procédés connus pour assister le pilo- tage en vol. Dans ces procédés, la reconnaissance de câbles se fait en tant que telle. Toutefois cela nécessite un trai- tement d'image compliqué et long. De plus, la reconnaissance de câbles, proprement dite, par l'observateur de l'image du capteur doit lui permettre de reconnaître le nombre et la po- sition des points-image marqués du modèle. La présente invention a pour but de développer un dispositif et un procédé du type défini ci-dessus pour l'assistance au pilotage en vol, de manière à permettre la mise en oeuvre du dispositif ou du procédé avec des moyens de calcul réduits, et ainsi des applications en temps réel, c'est-à-dire une préparation des données pendant le vol pour reconnaître clairement des obstacles assimilables à un câble. A cet effet, l'invention concerne un dispositif du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu' - au moins un capteur embarqué dans l'avion pour détecter des informations relatives à la topographie du terrain environ- nant, les informations constituant des données brutes, - une installation pour calculer une représentation analogue à une image à partir de l'ensemble des données brutes, la représentation analogue à une image étant formée d'une quantité de pixels, - une installation pour exploiter la représentation analogue à une image qui compare dans chaque colonne de pixels, la représentation analogue à une image en allant de haut en bas ou inversement, en comparant les valeurs d'éloignement de points-image concernées dans la direction verticale et, - si la valeur de l'éloignement d'un point-image est signifi- cativement plus petite que l'éloignement du point directe- ment voisin, on souligne le point-image correspondant. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé caractérisé par les étapes suivantes: * saisies des informations relatives à la topographie du ter- rain environnant à l'aide d'au moins un capteur embarqué dans l'avion, les informations représentant des données brutes, * calcul d'une représentation analogue à une image à partir de l'ensemble des données brutes, la représentation analo- gue à une image se composant d'un ensemble de pixels, * exploitation de la représentation analogue à une image, avec comparaison dans chaque colonne de pixels de la repré- sentation analogue à une image, en allant de haut en bas ou inversement, des valeurs d'éloignement par rapport à des points-image voisins dans la direction verticale et, * si la valeur d'éloignement d'un point-image est significa- tivement inférieure à celle du point-image voisin, on met en avant le point-image correspondant. On a un dispositif et un procédé d'assistance au pilotage en vol permettant de souligner une partie en relief, en forme de câble, sans nécessiter de moyens de calcul impor- tants et donnant une image claire. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation re- présentés schématiquement dans les dessins annexés dans les- quels: * la figure 1 est un schéma montrant la saisie des données relatives à des obstacles, * la figure 2 est l'image fournie par un capteur. Le procédé selon l'invention de même que le dis- positif, consistent en un procédé et un dispositif d'assistance au pilotage en vol permettant d'examiner les in- formations obtenues par le ou les capteurs embarqués dans S l'avion et concernant la topographie du terrain environnant, à l'aide d'un calculateur assisté de l'appareil de vol, pour examiner en temps réel la présence d'obstacles analogues à des câbles dans la zone d'examen, et pour représenter les ob- jets ainsi extraits sur un écran d'affichage ou un appareil d'affichage de ce type. Le dispositif selon l'invention comprend les élé- ments suivants: - au moins un capteur embarqué dans l'avion pour saisir les informations relatives à la topographie de l'environnement, les informations représentant des données brutes; - une installation pour calculer de façon analogue à une image la représentation provenant de l'ensemble des données brutes, la représentation analogue à une image se composant d'une quantité de pixels; - une installation pour exploiter et représenter les données de façon analogue à une image, installation qui, dans cha- que colonne de pixels, compare la représentation analogue à une image des valeurs d'éloignement partant du haut vers le bas ou inversement, correspondant au point image observé dans la direction verticale, et, si les deux conditions suivantes sont satisfaites: ei+1 - ei > FRAC ei ei_2 ei > FRAC ei et si le ciel possède une valeur d'éloignement très réduite, alors les conditions: * ei+l - ei ei+1 ou ei_2 représentant les éloignements des points direc- tement voisins qui mettent en évidence le point-image corres- pondant, notamment en les teintant comme un signal ou avec une couleur contrastée. Pour le procédé et le dispositif selon l'invention, il faut tout d'abord saisir les données brutes comme l'indique la figure 1. Pour cela, il faut pour la re- connaissance des câbles selon l'invention, disposer comme données brutes soit de valeurs effectives d'éloignement qui représentent une image de la topographie entourant l'avion, soit d'une image numérique traitée, dans laquelle à chaque point image (pixel) est associé sans équivoque un éloignement détecté par le capteur. Les données brutes peuvent s'obtenir par exemple à l'aide d'un radar ou d'un capteur à laser. La position re- lative de chaque point de données par rapport aux points d'observation du capteur, doit être connue pour permettre de calculer une représentation analogue à une image à partir de l'ensemble des données. Cette représentation correspond à un " coup d'oeil " du capteur sur l'environnement, et pour chaque point-image on connaît l'éloignement visà-vis du capteur à détecter. La reconnaissance d'objets analogues à des câ- bles, en temps réel, sera décrite ci-après à l'aide de la fi- gure 2. Pour la reconnaissance d'objets assimilables à des câbles, en temps réel, on exploite l'image de capteur traitée au préalable. Pour cela, dans chaque colonne de pixels, de haut en bas (ou inversement), on compare les valeurs d'éloignement de points-image voisins dans la direction ver- ticale. Dans le cas o la valeur d'éloignement d'un point image est significativement inférieure à celle du voisin im- médiat, c'est-à-dire si cette valeur d'éloignement est " en saillie " on teinte alors le point-image correspondant avec une couleur de contraste ou un signal de contraste. La position du voisin immédiat résulte de la fi- gure 2. Si ei est l'éloignement du point image i et si ei+1 ou ei_2 sont les éloignements des points directement voisins, il faut que des conditions suivantes soient satisfaites: * ei+1 - ei > FRAC ei ei_2 - ei > FRAC ei Si ces conditions sont satisfaites, le point image sera teinté. Le paramètre FRAC est adapté à la portée ou à la résolution du capteur; cela correspond usuellement à %. Dans un cas particulier, on détecte des objets assimilables à des câbles par rapport au ciel, car alors on a deux cas particuliers; d'une part le ciel peut être caracté- risé par la valeur d'éloignement la plus grande que l'on peut représenter et dans ce cas on peut appliquer le procédé ci- dessus pour une détection vis-à-vis du ciel; d'autre part le ciel peut également être très rapproché et dans ce cas les repères d'un obstacle assimilable à un câble doivent satis- faire aux conditions suivantes: ei+l - el valeur caractéristique est de 90 %. Ainsi le dispositif selon l'invention et le pro- cédé selon l'invention pour assister le pilotage d'un avion garantissent une simplicité de reconnaissance d'objets minces assimilables à un câble. REV E N D I C A T I O N S 1 ) Dispositif pour assister le pilotage en vol caractérisé en ce qu'il comprend: - au moins un capteur embarqué dans l'avion pour détecter des informations relatives à la topographie du terrain environ- nant, les informations constituant des données brutes, - une installation pour calculer une représentation analogue à une image à partir de l'ensemble des données brutes, la représentation analogue à une image étant formée d'une quantité de pixels, - une installation pour exploiter la représentation analogue à une image qui compare dans chaque colonne de pixels, la représentation analogue à une image en allant de haut en bas ou inversement, en comparant les valeurs d'éloignement de points- image concernées dans la direction verticale et, - si la valeur de l'éloignement d'un point-image est signifi- cativement plus petite que l'éloignement du point directe- ment voisin, on souligne le point-image correspondant. 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'installation d'exploitation met en avant un point-image si les deux conditions suivantes sont satisfaites: * ei+l - ei > FRAC ei ei_2 - ei > FRAC ei et si le ciel présente une valeur d'éloignement très fai- ble, il faut que les deux conditions suivantes soient sa- tisfaites: * ei+1 - ei directement voisins. 3 ) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'installation d'exploitation souligne de point-image corres- pondant par une teinte de contraste ou une teinte de signal. 4 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu' - à la place des données brutes saisies par le capteur, on utilise une image numérique traitée préalablement, et à chaque point-image, on associe sans équivoque un éloigne- ment détecté par le capteur, et - cette image numérique donne le signal d'entrée de l'installation en vue de l'exploitation. ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, caractérisé en ce que les données brutes sont des valeurs d'éloignement liées à une direction, qui constituent une image de la topographie autour de l'avion. 6 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 5, caractérisé en ce que l'installation pour calculer une représentation analogue à une image, calcule également les données brutes de la repré- sentation assimilable à une image en utilisant la position relative du point de données brutes par rapport au point d'observation du capteur. 7 ) Procédé d'assistance au pilotage d'un avion caractérisé par les étapes suivantes: * saisies des informations relatives à la topographie du terrain environnant à l'aide d'au moins un capteur embar- qué dans l'avion, les informations représentant des don- nées brutes, * calcul d'une représentation analogue à une image à partir de l'ensemble des données brutes, la représentation analo- gue à une image se composant d'un ensemble de pixels, * exploitation de la représentation analogue à une image, avec comparaison dans chaque colonne de pixels de la re- présentation analogue à une image, en allant de haut en bas ou inversement, des valeurs d'éloignement par rapport à des points- image voisins dans la direction verticale et, * si la valeur d'éloignement d'un point-image est significa- tivement inférieure à celle du point-image voisin, on met en avant le point-image correspondant. 8 ) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu' en exploitant la représentation analogue à une image, si les deux conditions suivantes sont satisfaites: * ei+l - ei > FRAC ei ei2 - ei > FRAC ei et si le ciel possède une très faible valeur d'éloignement, si les deux conditions suivantes sont satisfaites: ei+l - ei et ei+l ou ei_2 sont les éloignements des points-image direc- tement voisins, alors on met en avant le point-image corres- pondant. 9 ) Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu' on met en avant le point-image en le teintant avec une cou- leur de contraste ou de signal. ) Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu' à la place des données brutes, on utilise une image numérique traitée dans laquelle, à chaque point-image, on peut associer sans équivoque un éloignement détecté par le capteur pour l'exploitation d'une représentation analogue à une image. 11 ) Procédé selon les revendications 7, 8, 9, caractérisé en ce que les données brutes sont des valeurs d'éloignement liées à une direction, qui constituent une image de la topographie entou- rant l'avion. 12 ) Procédé selon l'une des revendications 7, 8, 9, 11, caractérisé en ce qu' on calcule une représentation analogue à une image en utili- sant la position relative de chaque point de données brutes par rapport au point d'observation du capteur, à partir de l'ensemble des données brutes.