Brevet FR3020171A1 — publié le 20151023

ENSEMBLE D'AIDE A LA MANOEUVRE D'AERONEFS SUR DES ZONES DE PARKINGS DANS DES AEROPORTS La présente invention est relative à l'aide à la manoeuvre sur les zones 5 de parking dans les aéroports. DOMAINE TECHNIQUE GÉNÉRAL ET ART ANTÉRIEUR Lors des manoeuvres au niveau des zones de parking (« gating » selon la terminologie anglo-saxonne), il s'agit d'offrir au pilote une aide importante : 10 la perception claire et précise des obstacles autour de l'avion et du risque de collision avec eux. Pour que cette information soit fiable, il est nécessaire de disposer : - D'une vision précise (en termes de résolution et de distance) des obstacles perçus, 15 - D'une information précise des mouvements propres de toutes les parties de l'avion. Or celui-ci présente : - Une géométrie complexe et étendue, qui engendre de grandes disparités de mouvements en virages, (et donc fréquemment autour de 20 la porte (« gate ») selon la terminologie anglo-saxonne ). - Une structure qui est loin d'être rigide, engendrant aux extrémités de l'avion (ailes, dérive, ...) des mouvements transitoires ou des oscillations parasites. Ces deux caractéristiques sont des sources de forte complication pour 25 exploiter les informations de capteurs et donc pour construire une vision juste et précise des obstacles et du danger de collision : - Effets de levier des erreurs de mesures fournies par des capteurs loin des extrémités, la connaissance du gabarit de l'avion ne pouvant compenser ces erreurs, 30 - harmonisation géométrique complexe entre capteurs distants de plusieurs dizaine de mètres, et orientés dans diverses direction, - réconciliation et filtrage des mouvements parasites non représentatifs du mouvement d'ensemble de l'avion. PRÉSENTATION GÉNÉRALE DE L'INVENTION Un but général de l'invention est de résoudre ces problématiques. A cet effet, elle propose d'équiper l'avion d'un ensemble intégré de capteurs colocalisés. Ces capteurs sont avantageusement choisis parmi les capteurs suivants : - Capteurs d'observations (image et télémétrie) afin de reconstruire une image instantanée et localement cohérente de la géométrie relative entre les obstacles perçus et le point d'emport de cet ensemble de capteurs. Ces capteurs peuvent être de type caméras visibles, IR, télémétrie LIDAR et/ ou RADAR. - Capteurs de mouvement (vitesses linéaires et de rotation) (accéléromètres, gyromètres, couplés ou non à des récepteurs GPS) pour récupérer le mouvement local, par exemple au point d'emport. L'information en temps réel de ce mouvement local permet à un processeur de corriger de façon particulièrement fiable les mouvements 20 parasites (oscillations, déformations temporaires, ...) dans les données d'observation. Ce même processeur peut également effectuer d'autres traitements de premier niveau sur les données fournies par les capteurs. Ainsi l'invention propose un ensemble d'aide à la manoeuvre d'aéronef 25 sur une zone de parking dans un aéroport, comportant au moins un capteur d'observation et des capteurs de mouvement co-localisés, ledit ensemble comportant au moins un processeur pour la correction de l'observation par les capteurs d'observations en fonction des informations en sortie des capteurs de mouvement. 30 Un tel ensemble est avantageusement complété par les différentes caractéristiques suivantes prises seules on en combinaison : - le processeur est adapté pour mettre en oeuvre un filtrage des mouvements verticaux sur des données d'observation ; - le processeur est adapté pour mettre en oeuvre ledit filtrage sur des images, ainsi que sur les données de télémétrie ; - le processeur est adapté pour mettre en oeuvre à partir des données des capteurs un traitement d'analyse de risque de collision sur la partie de l'aéronef dans lequel il est intégré ; - un processeur est adapté pour transmettre à un dispositif centralisateur à distance une information de risque de collision sur la partie de l'aéronef dans lequel il est intégré ; - un processeur est adapté pour transmettre à un tel dispositif centralisateur à distance une information de vitesse de rapprochement des obstacles et/ou une information sur la localisation et la forme des obstacles et/ou un flux video ; - le processeur est adapté pour mettre en oeuvre des traitements de fusion de données images à différentes longueurs d'onde et/ou des traitements de fusion de données images et télémétriques ; - les capteurs et/ou le processeur sont disposés dans un boitier modulaire ; L'invention propose en outre un système intégrant au moins un tel ensemble d'aide à la manoeuvre, ainsi qu'un dispositif centralisateur auquel une information de risque de collision est fournie par ledit ensemble. Le dispositif centralisateur peut être adapté pour transmettre des informations à au moins un ensemble d'aide à la manoeuvre. PRÉSENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard de la figure 1 annexée sur laquelle on a représenté un avion équipé DESCRIPTION D'UN OU PLUSIEURS MODES DE MISE EN OEUVRE ET DE 5 RÉALISATION On a représenté sur la figure 1 un avion A dans lequel sont intégrés des boitiers 1 accueillant potentiellement les différents capteurs suivants (capteurs C) : - Des caméras (visible, IR) 10 - Un télémètre LIDAR - Un équipement RADAR - Un équipement type « mini Centrale inertielle » fournissant des informations cinématiques représentatives des mouvements du boitier. Un tel boitier 1 intègre également un processeur 2 qui reçoit les 15 données et/ou signaux en sortie des différents capteurs et corrige les données d'observation pour y supprimer, en fonction des informations de cinématique fournies par la centrale inertielle, les mouvements parasites (oscillations, déformations temporaires, ... ). Les traitements mis en oeuvre sont des traitements de correction et de 20 stabilisation classiquement connus. Ainsi que cela décrit plus loin, le processeur 2 peut également mettre en oeuvre un certain nombre d'autres traitements de premier niveau. Bien entendu, en variante, l'ensemble des capteurs d'observation et des capteurs de mouvement peut également ne pas être disposé dans un 25 boitier, mais être directement intégrés dans des logements prévus à cet effet dans des zones de l'avion que l'on veut pouvoir suivre précisément lors d'une manoeuvre de parking. Les capteurs C d'observation et de mouvement - et le cas échéant les boitiers 1 lorsque ces capteurs C sont disposés dans de tels boitiers - sont 30 intégrés sur des parties de l'avion où le risque de collision est élevé, par exemple au niveau des ailes ou de la queue de l'avion. Ils peuvent également être intégrés dans toute autre partie de l'avion où ils pourraient s'avérer utiles, par exemple, au niveau des trains d'atterrissage. Egalement, les capteurs C et les boitiers 1 peuvent être disposés à proximité immédiate des phares de l'avion, les zones où les phares sont 5 situées sur un avion étant en effet généralement choisies pour être optimales pour le balayage d'observation que l'éclairage par lesdits phares va permettre. Lorsque des boitiers 1 sont utilisés pour recevoir les capteurs C, ces boitiers 1 peuvent être modulaires. Ils sont alors susceptibles d'intégrer physiquement différentes combinaisons de capteurs C (d'une part observation 10 et d'autre part d'estimation de mouvement). Par exemple, les capteurs d'observation peuvent être changés en fonction des conditions météorologiques que l'avion est susceptible de rencontrer lors de son vol. Une fois chargés dans un même boitier 1, les capteurs d'observation sont calibrés par exemple en termes de colinéarité des visées, de corrections 15 des défauts d'optique, de corrections radiométriques,... Le processeur 2 peut réaliser les traitements de type suivants : - Collaboration des données d'observation et de la cinématique mesurée pour, en consolidant les informations : o Filtrer les mouvements parasites, tels que par exemple des 20 oscillations verticales du bout d'aile d'un avion en roulage au sol o Reconstituer des mouvements propres des objets observés, par traitement de reconnaissance des formes des objets observés set suivi de celles-ci dans l'image... - Fusion des données radiométriques (images à différentes longueurs 25 d'onde), en profitant des calibrations préalables de ces capteurs, - Fusion des données images et télémétriques (informations de distance et de vitesses de rapprochement) Le filtrage des mouvements verticaux se fait par exemple sur les images, ainsi que sur les données de télémétrie, ce qui permet de réassocier 30 des informations apparaissant successivement dans le temps en différents endroits d'un même axe vertical et de stabiliser l'image ou l'axe télémétrique. Chaque processeur 2 associé à un ensemble de capteurs C peut en outre fournir à un dispositif centralisé 3 (dans le cockpit par exemple) une information valorisée et cohérente de ce qui a été observé par ledit ensemble de capteurs : - Flux compressé Video de l'information image au profit du pilote - Localisation et forme observée dans l'image des obstacles - Vitesse de rapprochement des obstacles à ce boitier - Danger de collision pour cette partie de l'avion. Le dispositif centralisé 3 dans le cockpit peut dans ces conditions traiter 10 la somme de ces informations pour en déduire une situation générale pour l'aéronef et en déduire la manoeuvre à conduire par rapport à l'environnement de parking (bâtiment B par exemple sur la figure). Cette information est alors affichée au pilote et le cas échéant utilisée par un calculateur de bord pour la commande de différents actionneurs 15 (moteurs électriques par exemple) susceptibles d'intervenir dans la commande des roues du train d'atterrissage. En variante, le boitier 1 peut également recevoir des informations du dispositif centralisé 3, voire d'un autre boitier 1, pour affiner ses propres traitements. 20 Par exemple, il peut récupérer une information de localisation et/ou de mouvement provenant d'un système de navigation embarqué et affiner ses propres informations de localisation et de mouvement. En utilisant le gabarit de l'avion, il peut notamment soustraire le mouvement de translation général de l'avion pour en déduire plus finement la rotation de l'avion et connaitre sa 25 propre position dans un référentiel local. Il est aussi possible d'utiliser un modèle géométrique et structurel de l'avion pour prévoir les déformations et consolider le volume de sécurité ou de protection de l'avion à l'intérieur duquel il y a un risque de collision. REVENDICATIONS1. Ensemble d'aide à la manoeuvre d'aéronef sur une zone de parking dans un aéroport, comportant au moins un capteur d'observation et des capteurs de mouvement co-localisés, ledit ensemble comportant au moins un processeur pour la correction de l'observation par les capteurs d'observations en fonction des informations en sortie des capteurs de mouvement. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le processeur est adapté pour mettre en oeuvre un filtrage des mouvements verticaux sur des données d'observation. 3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que le processeur est adapté pour mettre en oeuvre ledit filtrage sur des images, ainsi que sur les données de télémétrie. 4. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le processeur est adapté pour mettre en oeuvre à partir des données des capteurs un traitement d'analyse de risque de collision sur la partie de l'aéronef dans lequel il est intégré . 5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un processeur est adapté pour transmettre à un dispositif centralisateur à distance une information de risque de collision sur la partie de l'aéronef dans lequel il est intégré. 6. Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un processeur est adapté pour transmettre à un tel dispositif centralisateur à distance une information de vitesse de rapprochement des obstacles et/ou une information sur la localisation et la forme des obstacles et/ou un flux video. 7. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le processeur est adapté pour mettre en oeuvre des traitements de fusion de données images à différentes longueursd'onde et/ou des traitements de fusion de données images et télémétriques. 8. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les capteurs et/ou le processeur sont disposés dans un boitier modulaire. 9. Système intégrant au moins un ensemble d'aide à la manoeuvre selon la revendication 4, ainsi qu'un dispositif centralisateur auquel une information de risque de collision est fournie par ledit ensemble. 10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif centralisateur est adapté pour transmettre des informations à au moins un ensemble d'aide à la manoeuvre.