Brevet FR2826479A1 — publié le 20021227

La présente invention concerne un procédé vidéo-informatique permettant de renforcer la sécurité au cours des différentes phases de vol d'un avion. En effet, lorsqu'on lit la presse, il n'est pas rare d'y trouver la relation d'accidents aériens dûs la plupart du temps à de mauvaises conditions météorologiques. Or, si la responsabilité du pilote est presque toujours mise en cause, il s'avère que l'accident ne se serait pas produit si le pilote avait disposé de moyens suffisants. C'est ainsi que le pilote qui percute une colline en cherchant à passer sous des stratus ne l'aurait pas fait s'il avait disposé du moyen de voir le relief, celui qui s'écrase sur le parking d'un aéroport avec tous ses passagers à la troisième tentative d'atterrissage sans ILS (en panne ce jour là), aurait pu atterrir en toute quiétude malgré le mauvais temps s'il avait pu apercevoir la piste, et, que dire du pilote qui, en VFR de nuit à bord d'un monomoteur, tomberait en panne et serait obligé d'atterrir en campagne alors rutil n'y verrait strictement rien... Un pilote de ligne dont l'avion est en feu à la suite d'une explosion en soute, par exemple, aurait il la possibilité d'atterrir dans, les minutes qui suivent sur une helle piste de 1800 mètres qu'il survole à ce moment là si elle n'est pas balisée de nuit ! Le système présenté est capable d'apporter une solution simple et efficace à tous ces problèmes et par conséquent peut contribuer à améliorer grandement la sécurité des vols. Il permet de voir sur l'écran d'un ordinateur portable le paysage survolé et tous les repères au sol, de jour comme de nuit, même si l'avion se trouve au dessus des nuages, même s'il y a du brouillard au sol. En approche finale sur un aérodrome, le pilote pourra voir la piste se rapprocher sur l'écran, en vision jour, même si c'est la nuit et avec une visibilité parfaite quelle que soit la situation météorologique du moment. Le procédé consiste : 10) A prendre des photos numériques à l'aide d'un appareil photographique numérique couplé à un GPS 20) En phase d'exploitation, à les restituer sur l'ordinateur de bord interfacé avec un GPS Lorsque les conditions de visibilité sont excellentes, le pilote procède à des enregistrements de photographies numériques, par exemple une photo tous les 15 ou 20 kilomètres en moyenne au cours d'un voyage, toutefois lorsque des repères caractéristiques sont en vue (croisement de routes, voie ferrée, lac, forêt etc) des photos supplémentaires peuvent être prises. Ces photos sont liées à un cap et à la distance au point de route affiché au GPS. La hauteur de prise de vue est aussi portée, par la suite, en surimpression. Au retour, le pilote grave ces enregistrements sur des CD ROM qu'il emportera avec lui dans sa sacoche de vol afin de pouvoir les utiliser un jour en cas de besoin. Pour l'atterrissage, la technique est la même. La photographie ne devra être liée pour la restitution qu'à la distance au point de route. L'approche finale selon l'exemple suivant sera de 2970 mètres et divisée en II intervalles de 270 mètres. La cadence de prise de vue est donc d'une photo tous les 270 mètres avec accélération de la cadence pendant les 270 derniers mètres comprenant l'arrondi et le poser. Comme ces photos sont liées à la distance au point de route qui est dans ce cas précis l'entrée de piste, il est facile de porter en surimpression sur chaque photo la hauteur à laquelle elle correspond sur le plan d'approche de 5%. Chaque photo est donc un"MARKER. que le pilote utilisera pour contrôler parfaitement sa trajectoire en augmentant ou diminuant la. puissance jusqu'à être en concordance avec la hauteur inscrite. L'approche finale comportera donc 10 HARIERS et une séquence accélérée de photos en fin de trajectoire. Par ailleurs, le GPS indiquant également la dérive, une ligne informatique verticale matérialisant celle-ci sera crée sur l'écran avec une certaine amplification. Le pilote n'aura donc aucun mal à garder l'axe de la piste en maintenant cette ligne de dérive au milieu de l'écran, et à contrôler son taux de chute en fonction des indications de hauteur portées sur les 10 MARKERS,. Ainsi un pilote pourra se constituer une petite collection de CD correspondant à son activité, ses principaux itinéraires, les aérodromes qutil fréquente régulièrement ainsi que, ses aérodromes de dégagement. Si, toutefois, il devait atterrir un jour sur un aérodrome ou sur une piste de fortune dont il possède les coordonnées GPS mais pour lesquels il n'y a pas eu d'enregistrements, il utiliserait dans ce cas"l'approche virtuelle" qui n'est autre qu'une approcha enregistrée dont on peut facilement changer les coordonnées sur l'ordinateur. L'approche dans ce cas se fait exactement de la même façon que d'habitude mais avec des images ne correspondant pas à la réalité des lieux. Ainsi le pilote aura l'impression d'atterrir par exemple sur un aérodrome alors qu'en réalité son approche se fera en direction d'une piste en herbe ou d'un champ mais, le résultat sera le même puisque la piste virtuelle viendra-en quelque sorte se superposer parfaitement sur le lieu d'atterrissage quel qu'il soit. Le procédé décrit permet donc au pilote d'apprécier le relief et les obstacles, éventuels et d'avoir une vue parfaite du paysage survolé et des repères quel que soit le temps et la visibilité. Il lui donne aussi la. possibilité d'atterrir partout en contrôlant parfaitement son apprache et sa-trajectoire même dans les cas où la visibilité est quasiment nulle, la seule contrainte étant de posséder les coordonnées GPS de l'entrée de piste. Mais terminons ce descriptif en examinant quelques cas où l'utilité du procédé est mise en évidence. 1er cas : Un pilote ayant poursuivi un vol VFR en conditions IMC subit en cours de route une tempête de neige. Ne voyant plus rien et dans l'incapacité d'atterir en campagne avec les moyens classiques, il signale ses difficultés au contrôle et demande à atterrir sur l'aéro- drome secondaire X en vision rétrospective car il possède un enregistrement de l'approche. Après accord du contrôle, aucun trafic n'étant signa- lé, il insère le CD dans l'ordinateur, et après avoir sélec- tionné l'aérodrome et la piste sur le GPS, il reçoit la pre- mière photo dès qu'il arrive à 1, 6 NM de l'entrée de piste quel que soit son cap. Il effectue alors un changement d'axe pour se mettre au QFU indiqué sur la photo et commence son approche. Il se met en correction de dérive en gardant la ligne informatique verticale qui la matérialise, au milieu de l'écran, et augmente ou diminue la puissance moteur pour se mettre en concordance avec la hauteur inscrite sur cha- que photo qui apparait maintenant sur l'écran tous les 270 ~~mètres. Au moment de l'arrondi, la séquence accélérée lui per- met d'apprécier la hauteur avec suffisamment de précision et d'attérrir sans problème et sans inquiétude car, d'un bout à l'autre de l'approche, il a pu la contrôler visuel- lement alors qu'à l'extérieur la visibilité était proche de zéro. 2ème cas Un pilote de ligne décolle de nuit avec un avion plein de passagers. Une heure plus tard, une explosion se produit en soute suivie d'un incendie impossible à maitriser avec les moyens du bord. Le pilote sait que les câbles électriques passant dans les planchers vont être endommagés et qu'il doit atterrir dans les minutes qui suivent. A 45 kilomètres de là, il existe une piste de 2000 mètres datant de la deuxième guerre mondiale utilisée seulement par l'aéro-club local mais non balisée de nuit et ne comportant aucune infrastructure au sol. Qu'à cela ne tienne, le Commandant de bord affiche le point de route au GPS et entreprend aussitôt son changement CD d'axe. Arrivé à 1, 6 HM de la piste, il l'aperçoit parfaitement en vision jour sur l'écran et atterrit sans problème comme dans le cas nOI. Environ 4 minutes après l'explosion, l'avion est immo- bilisé sur la pisiteet l'évacuation des passagers peut intervenir. 3ème cas Un pilote en VFR de nuit se trouve en difficulté par suite d'ennuis moteur. Il n'y a pas d'aérodrome à proximité. Eh faisant"GO TO"au GPS les points de route les plus proches apparaissent. Il sélectionne un point de route à proximité correspondant à un chemin de terra, long, rectiligne et dégagé qu'il avait répertorié comme piste de secours éventuelle et dont il avait noté les coordonnées GPS au cours d'une approche de jour fictive. Il sélectionne ensuite "approche virtuelle" car il n'a pas d'enregistrement correspondant à cette piste de secours. Arrivé à 1, 6 NM dans l'axe du chemin, il voit appa- raitre sur l'écran la première image correspondant à l'approche sur un aérodrome alors qu'il atterrit sur un chemin entre deux champs. Peu importe les images, il se met en concordance avec la hauteur inscrite sur les photos et, la. ligne de dérive à zéro, son approche se déroule parfaitement, la piste qu'il aperçoit sur l'écran venant se superposer sur son chemin d'atterrissage. Comme le chemin est étroit, il arrondit au projecteur et atterrit sans problème. 4ème cas Au cours d'un voyage, un pilote est amené à s'élever au dessus d'une couche nuageuse et à voler"ON TOP". Grâce au procédé, il peut néanmoins avoir une vue constante du paysage survolé d'une hauteur de 2000 pieds (hauteur de la prise de vues) alors qu'en réalité il vole à 10000 pieds au-dessus des nuages. L'invention est susceptible d'engendrer un certain nombre d'applications industrielles : - vente de logiciels - vente de CD ROI'" (voyages et atterrissages) - fabrication d'ordinateurs pouvant s'intégrer sur la planche de bord - fabrication de GPS à écran incluant le procédé en plus de la cartographie classique - vente d'appareils photographiques numériques couplés à. un GPS - vente d'ordinateurs combines avec un GPS REVENDICATIONS I) Procédé de vision rétrospective caractérisé en ce qu'il permet, à toute heure., et quelles que soient les conditions météorologiques, la visualisation sur l'écran de l'ordinateur de bord, en vision jour, de points de repères de la navigation jalon- nant un segment de route, sous forme de photos numériques précédemment acquises de jour, par excellente visibilité, et sur lesquelles sont ajoutés en surimpression le cap magnétique vers le point de route actif de positionnement par satellites et la hauteur de prise de vue. Les caractéristiques techniques du procédé concernant l'acquisition, la restitution et l'exploitation de ces images numériques sont : - La liaison de ces images à la distance à un point de route actif au moment de la prise de vue grâce à une interface entre un appareil de prise de vues numéri- que et un positionneur par satellites. - La surimpression sur ces images du cap magnétique vers le point de route actif, de la hauteur de prise de vueéventuellement d'autres renseignements pou- vant être utiles au pilote telle que la hauteur au sol par rapport au niveau de la mer du point de rou- te d'une entrée de piste hors aérodrome. 2), Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il permet de contrôler parfaitement une approche finale en créant tout au long de cette finale autant de points de contrôle visuels qu'il est nécessaire, sous forme de photos numériques sur lesquelles sont ajoutés en surimpression le cap magnétique vers le milieu de l'entrée de piste ainsi que la hauteur précise correspondant, sur le plan d'approche réglementaire de 5% de pente, à la distance au point de, route marquant l'entrée de piste et donnée par l'appareil de positionnement par satellites.