Brevet FR3070966A1 — publié le 20190315

Description Titre de l'invention : PROCEDE DE COMMANDE ELOIGNEE POUR UN VEHICULE AERIEN SANS PILOTE [0001] La présente invention concerne un procédé de commande pour un véhicule aérien sans pilote, en particulier un procédé de commande éloignée pour un véhicule aérien sans pilote. [0002] Un véhicule aérien sans pilote, également appelé transporteur sans pilote, est un transporteur sans personne à bord, qui est généralement commandé par une commande à distance, un guidage ou un pilotage automatique, et largement appliqué à la livraison de marchandises, la photographie aérienne, la surveillance environnementale, etc., grâce aux avantages tels que le décollage vertical et l'atterrissage vertical ainsi qu'un vol stationnaire en espace étroit et dans un environnement compliqué. [0003] Un véhicule aérien sans pilote classique, tel qu'un véhicule sans pilote décrit dans la publication de brevet taïwanais n° 201704096, comprend un corps de véhicule et au moins un ensemble bras couplé au corps de véhicule. L'ensemble bras comprend un premier élément rotatif, un second élément rotatif couplé au premier élément rotatif, et une hélice. L'hélice comprend un rebord encerclant un bord extérieur de l'hélice. L'hélice comprend en outre un arbre rotatif couplé au second élément rotatif. L'arbre rotatif s'étend le long d'un axe de rotation. De plus, le second élément rotatif est configuré pour faire tourner l'hélice par rotation de l'arbre rotatif autour de l'axe de rotation. Le premier élément rotatif est configuré pour tourner et produire un mouvement du second élément rotatif de façon à ajuster de manière sélective l'arbre rotatif pour aligner l'axe de rotation au moins avec une première direction axiale et une seconde direction axiale. [0004] De plus, on fait fonctionner le véhicule aérien sans pilote en commandant le véhicule aérien sans pilote par un dispositif de commande à distance, par lequel un signal de fonctionnement peut être émis vers le véhicule aérien sans pilote, de telle sorte que le véhicule aérien sans pilote est amené à fonctionner conformément au signal de fonctionnement. Cependant, il y a une distance limitée, essentiellement allant de 2 km à 7 km, entre le dispositif de commande à distance et le véhicule aérien sans pilote, en raison de limitations comprenant la conception, la technologie de communication adoptée, etc., imposée par le fournisseur du véhicule aérien sans pilote. Une fois que la distance est dépassée, une indisponibilité apparaît, résultant donc en une utilisation limitée. Par conséquent, augmenter la distance de commande à distance du véhicule aérien sans pilote est réellement un sujet sur lequel l'industrie concernée est en difficulté. 2 [0005] Il est un objectif principal de la présente invention que de résoudre le problème de l'incapacité d'une commande à distance éloignée, due à une limitation causée par une technologie de communication ayant une distance limitée appliquée à un dispositif de commande à distance associé de manière prédéfinie prévu par le fournisseur d'un véhicule aérien sans pilote, dans un procédé de manipulation classique pour un véhicule aérien sans pilote. [0006] Pour atteindre l'objectif ci-dessus, la présente invention propose un procédé de commande éloignée pour véhicule aérien sans pilote, comprenant les étapes : étape 1 : disposer un véhicule aérien sans pilote, un dispositif de commande à distance rapprochée et un dispositif de commande à distance éloignée, ledit véhicule aérien sans pilote n'ayant pas sur celui-ci de composant matériel pour se connecter de manière sans fil à Internet, ledit dispositif de commande à distance rapprochée comprenant un module de commande à distance associé de manière prédéfinie audit véhicule aérien sans pilote et utilisé pour manipuler ledit véhicule aérien sans pilote de manière sans fil par utilisation d'un protocole propriétaire plutôt que par Internet dans les limites d'une portée géographique prédéfinie, et ledit dispositif de commande à distance éloignée étant éloigné dudit dispositif de commande à distance rapprochée d'une distance d'au moins ladite portée géographique prédéfinie ; étape 2 : transmettre des données d'image qui sont enregistrées par ledit véhicule aérien sans pilote audit dispositif de commande à distance rapprochée par l'intermédiaire dudit véhicule aérien sans pilote ; étape 3 : transmettre lesdites données d'image par ledit dispositif de commande à distance rapprochée audit dispositif de commande à distance éloignée par l'intermédiaire d'Internet selon un premier protocole réseau, ledit premier protocole réseau étant choisi dans le groupe consistant en un réseau sans fil 3G, un réseau sans fil 4G, un réseau sans fil 5G et un protocole de contrôle de la transmission/protocole Internet (TCP/IP) ; étape 4 : recevoir lesdites données d'image par ledit dispositif de commande à distance éloignée et présenter lesdites données d'image reçues à partir dudit dispositif de commande à distance rapprochée sur un second dispositif d'affichage dudit dispositif de commande à distance éloignée ; étape 5 : envoyer une première instruction de commande par ledit dispositif de commande à distance éloignée selon un second protocole réseau, ladite première instruction de commande étant transmise audit dispositif de commande à distance rapprochée par l'intermédiaire d'Internet, ledit second protocole réseau étant choisi dans le groupe consistant en un réseau sans fil 3G, un réseau sans fil 4G, un réseau sans fil 5G et un TCP/IP ; et étape 6 : donner une instruction audit véhicule aérien sans pilote par l'intermédiaire 3 dudit module de commande à distance dudit dispositif de commande à distance rapprochée pour permette audit véhicule aérien sans pilote d'effectuer une opération correspondante conformément à ladite première instruction de commande. [0007] En résumé, la première instruction de commande émise par le dispositif de commande à distance éloignée peut être délivrée au dispositif de commande à distance rapprochée par l'intermédiaire d'Internet, puis le véhicule aérien sans pilote éloigné peut être manipulé par le dispositif de commande à distance rapprochée sans être limité par une distance de commande à distance prédéfinie, définie pour le véhicule aérien sans pilote lorsqu'il quitte l'usine. [0008] Ledit module de commande à distance peut être associé de manière prédéfinie audit véhicule aérien sans pilote. [0009] Ledit module de commande à distance peut comprendre un système équipé d'un processeur, par exemple une unité centrale de traitement (CPU), et d'une puce réseau. [0010] Le dispositif de commande à distance rapprochée peut comprendre un premier programme d'application. [0011] Ledit premier programme d'application peut comprendre un module d'image utilisé pour enregistrer lesdites données d'image. [0012] Ledit premier programme d'application peut comprendre un module de commutation prévu pour qu'un utilisateur commute entre un mode de commande à distance rapprochée et un mode de commande à distance éloignée. [0013] Ledit premier programme d'application peut comprendre un module de commutation prévu pour bloquer la première instruction de commande provenant dudit dispositif de commande à distance éloignée, de telle sorte que seul un utilisateur du dispositif de commande à distance rapprochée peut commander le véhicule aérien sans pilote. [0014] Ledit premier programme d'application peut comprendre un module de codage ef- fectuant une opération de codage. [0015] La description détaillée et le contenu technique de la présente invention vont maintenant être décrits, avec référence aux dessins annexés. [0016] Sur ces dessins : [0017] [fig.1] est un diagramme de configuration de système d'un premier mode de réalisation de la présente invention. [0018] [fig.2] est un diagramme de configuration logicielle du premier mode de réalisation de la présente invention. [0019] [fig.3] est un diagramme de configuration logicielle d'un deuxième mode de réalisation de la présente invention. 4 [0020] [fig.4] est un diagramme de configuration de système d'un troisième mode de réalisation de la présente invention. [0021] [fig.5] est un diagramme de configuration logicielle du troisième mode de réalisation de la présente invention. [0022] Si l'on se réfère aux Figures 1 et 2, on peut voir qu'il y est représenté, respec- tivement, un diagramme de configuration de système et un diagramme de configuration logicielle d'un premier mode de réalisation de la présente invention. [0023] La présente invention porte sur un procédé de commande éloignée pour véhicule aérien sans pilote, réalisé entre un véhicule aérien sans pilote 10, un dispositif de commande à distance rapprochée 20 et un dispositif de commande à distance éloignée 30. Le dispositif de commande à distance rapprochée 20 est équipé d'un module de commande à distance associé de manière prédéfinie au véhicule aérien sans pilote 10 et utilisé pour manipuler le véhicule aérien sans pilote 10 sans fil dans les limites d'une portée géographique prédéfinie. Le véhicule aérien sans pilote 10 selon la présente invention est désigné comme véhicule aérien sans pilote n'ayant pas de composant matériel pour le connecter sans fil à Internet. Autrement dit, le véhicule aérien sans pilote 10 est incapable de se connecter sans fil à Internet. Ainsi, le dispositif de commande à distance rapprochée 20 communique sans fil avec le véhicule aérien sans pilote 10 par utilisation d'un protocole propriétaire plutôt que par Internet. [0024] Dans un premier mode de réalisation de la présente invention, le module de commande à distance est un contrôleur à distance 22 associé de manière prédéfinie au véhicule aérien sans pilote 10, et le dispositif de commande à distance rapprochée 20 comprend en outre un système 21 équipé d'un processeur (CPU - unité centrale de traitement). Le dispositif de commande à distance rapprochée associé de manière prédéfinie au véhicule aérien sans pilote 10 ici se rapporte à ce qui est attaché au véhicule aérien sans pilote 10 par un fournisseur du véhicule aérien sans pilote 10 pour coopérer avec ce véhicule aérien sans pilote 10. Le contrôleur à distance 22 et le système 21 sont connectés de manière filaire. Dans ce mode de réalisation, la connexion filaire est mise en oeuvre via un bus universel en série 211 prévu sur le système 21. Entre le véhicule aérien sans pilote 10 et le contrôleur à distance 22, une transmission de signal et une manipulation peuvent être réalisées d'une manière à communication sans fil, et sont limitées par la technologie de communication sans fil adoptée par le fournisseur du véhicule aérien sans pilote 10. Le système 21 peut être un dispositif de communication Android, un dispositif de communication iOS, un système basé sur ordinateur personnel (PC), un système embarqué, un routeur, un commutateur, etc. [0025] Dans ce mode de réalisation, le dispositif de communication Android ou iOS est pris comme exemple pour le système 21. Le système 21 est équipé d'un premier processeur 212, d'un premier dispositif d'affichage 213, d'une première unité d'entrée 214, d'une première unité de stockage 215 et d'une première puce réseau 216. Le système 21 est connecté à internet 40 par l'intermédiaire de la première puce réseau 216 selon un premier protocole réseau, le premier protocole réseau étant un réseau sans fil 3G, un réseau sans fil 4G, un réseau sans fil 5G, un TCP/IP (Protocole de Contrôle de la Transmission/Protocole Internet (« Transmission Control Protocol/Internet Protocol »)), etc. Dans la présente invention, le dispositif de commande à distance éloignée 30 est, de préférence, un dispositif de communication Android, un dispositif de communication iOS ou un système basé sur PC. De manière analogue, en prenant le dispositif de communication Android ou iOS comme exemple, le dispositif de commande à distance éloignée 30 est équipé d'un second processeur 31, d'un second dispositif d'affichage 32, d'une seconde unité d'entrée 33, d'une seconde unité de stockage 34 et d'une deuxième puce réseau 35, le dispositif de commande à distance éloignée 30 étant connecté à Internet 40 par l'intermédiaire de la deuxième puce réseau 35 selon un second protocole réseau, le second protocole réseau étant un réseau sans fil 3G, un réseau sans fil 4G, un réseau sans fil 5G, TCP/IP, etc. [0026] Si l'on se réfère à la Figure 2, on peut voir que le système 21 du dispositif de commande à distance rapprochée 20 est muni d'un premier programme d'application 217, le premier programme d'application 217 comprenant un module d'image 217a, un module de commutation 217b et un module de codage 217c. Le module d'image 217a est utilisé pour traiter et éditer des données d'image obtenues par un dispositif de capture d'image 11 du véhicule aérien sans pilote 10. Le module de commutation 217b est prévu pour qu'un utilisateur détermine si le dispositif de commande à distance éloignée 30 ou le dispositif de commande à distance rapprochée 20 est autorisé à manipuler le véhicule aérien sans pilote 10 par l'intermédiaire du contrôleur à distance 22. Le module de codage 217c est ensuite utilisé pour transformer des instructions de manière appropriée. Dans ce mode de réalisation, par exemple, le système 21 du dispositif de commande à distance rapprochée 20 est en outre livré avec un troisième programme d'application 218, le troisième programme d'application 218 étant un logiciel attaché au véhicule aérien sans pilote 10 par le fournisseur du véhicule aérien sans pilote 10 pour coopérer avec ce véhicule aérien sans pilote 10, de telle sorte que l'utilisateur peut envoyer le signal au contrôleur à distance 22 par l'intermédiaire du troisième programme d'application 218, et peut en outre manipuler le véhicule aérien sans pilote 10. Dans la présente invention, l'utilisateur peut commuter, par l'intermédiaire du module de commutation 217b, entre un mode de commande à distance rapprochée et un mode de commande à distance éloignée, l'utilisateur ma- 6 nipulant le véhicule aérien sans pilote 10 sur le dispositif de commande à distance rapprochée 20 par l'intermédiaire du premier programme d'application 217 dans le premier mode mentionné, l'utilisateur utilisant un deuxième programme d'application 36 sur le dispositif de commande à distance éloignée 30 pour envoyer une première instruction de commande devant être transmise au premier programme d'application 217 du dispositif de commande à distance rapprochée 20 selon le second protocole réseau dans le second mode mentionné. Dans chacun des deux modes, l'instruction reçue peut être de nouveau codée par le module de codage 217c du premier programme d'application 217 dans un format lisible par le troisième programme d'application 218, d'une manière telle que le véhicule aérien sans pilote 10 peut être manipulé par l'utilisateur. Dans la présente invention, l'instruction reçue peut être codée, par le module de codage 217c, de nouveau dans un format lisible par le troisième programme d'application 218 par l'intermédiaire d'une interface de programmation d'application ouverte (Open API) ou un kit de développement logiciel (SDK) fourni par le troisième programme d'application 218. [0027] En variante, le module de commutation 217b du premier programme d'application 217 peut bloquer de manière facultative la première instruction de commande provenant du dispositif de commande à distance éloignée 30 de telle sorte que seul l'utilisateur du dispositif de commande à distance rapprochée 20 peut commander le véhicule aérien sans pilote 10. [0028] Dans la présente invention, un procédé de commande du véhicule aérien sans pilote par le dispositif de commande à distance éloignée 30 par l'intermédiaire du dispositif de commande à distance rapprochée 20 comprend les étapes : étape 1 : disposer le véhicule aérien sans pilote 10 n'ayant pas sur celui-ci de composant matériel pour se connecter sans fil à Internet, le dispositif de commande à distance rapprochée 20 et le dispositif de commande à distance éloignée 30, le dispositif de commande à distance rapprochée 20 comprenant le module de commande à distance associé de manière prédéfinie au véhicule aérien sans pilote 10 et utilisé pour manipuler le véhicule aérien sans pilote 10 de manière sans fil par utilisation d'un protocole propriétaire plutôt que par Internet dans les limites d'une portée géographique prédéfinie, le dispositif de commande à distance éloignée 30 étant éloigné du dispositif de commande à distance rapprochée 20 d'une distance d'au moins la portée géographique prédéfinie, le module de commande à distance du dispositif de commande à distance rapprochée 20 comprenant le système 21 et le contrôleur à distance 22 dans ce mode de réalisation ; étape 2 : transmettre des données d'image qui sont enregistrées par le véhicule aérien sans pilote 10 au dispositif de commande à distance rapprochée 20 par l'intermédiaire dudit véhicule aérien sans pilote ; 7 étape 3 : transmettre les données d'image par le dispositif de commande à distance rapprochée 20 au dispositif de commande à distance éloignée 30 par l'intermédiaire d'Internet 40 selon le premier protocole réseau ; étape 4 : recevoir les données d'image par le dispositif de commande à distance éloignée 30 et présenter les données d'image reçues à partir dudit dispositif de commande à distance rapprochée sur le second dispositif d'affichage 32 du dispositif de commande à distance éloignée 30 ; étape 5 : envoyer une première instruction de commande par le dispositif de commande à distance éloignée 30 selon le second protocole réseau, la première instruction de commande étant transmise au dispositif de commande à distance rapprochée 20 par l'intermédiaire d' Internet 40 ; et étape 6 : donner une instruction au véhicule aérien sans pilote 10 par l'intermédiaire du module de commande à distance du dispositif de commande à distance rapprochée 20, de telle sorte que le véhicule aérien sans pilote 10 est autorisé à effectuer une opération correspondante conformément à la première instruction de commande. Par exemple, dans un mode de réalisation de l'invention, un premier programme d'application 217 du dispositif de commande à distance rapprochée 20 effectue une opération de codage sur la première instruction de commande, suivie par un envoi d'une seconde instruction de commande correspondant à la première instruction de commande au véhicule aérien sans pilote 10 par le contrôleur à distance 22, de telle sorte que le véhicule aérien sans pilote 10 est autorisé à effectuer une opération correspondante conformément à la première instruction de commande. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'étape 6 peut être effectuée sans réaliser l'opération de codage. [0029] De plus, dans le premier mode de réalisation de la présente invention, l'étape 6 comprend en outre les étapes : étape 6-1 : réaliser l'opération de codage sur la première instruction de commande par le premier programme d'application 217 selon un format lisible par le troisième programme d'application 218 associé de manière prédéfinie au véhicule aérien sans pilote 10, de façon à obtenir une instruction codée ; étape 6-2 : transmettre l'instruction codée au troisième programme d'application 218, puis envoyer un signal par le troisième programme d'application 218 au contrôleur à distance 22 conformément à l'instruction codée ; et étape 6-3 : envoyer la seconde instruction de commande par le contrôleur à distance 22 au véhicule aérien sans pilote 10 conformément au signal. Dans un mode de réalisation de la présente invention, le procédé utilise en outre un serveur 50, le serveur 50 étant connecté à Internet 40 d'une manière filaire ou sans fil, ainsi qu'utilisé pour échanger et traiter les données d'image et la première instruction de commande. De plus, les données d'image reçues par le dispositif de commande à 8 distance rapprochée 20 peuvent également être enregistrées dans la première unité de stockage 215 et affichées sur le premier dispositif d'affichage 213. [0030] Si l'on se réfère à la Figure 3, on peut voir qu'il y est représenté un diagramme de configuration logicielle d'un deuxième mode de réalisation de la présente invention. La différence entre ce mode de réalisation et le premier mode de réalisation réside dans le fait que le système 21 du dispositif de commande à distance rapprochée 20 de ce mode de réalisation n'est pas livré avec le troisième programme d'application 218, tandis que l'instruction reçue est de nouveau codée par l'intermédiaire du module de codage 217c en un format lisible par le contrôleur à distance 22, de telle manière que le véhicule aérien sans pilote 10 est manipulé par l'utilisateur. De plus, dans le deuxième mode de réalisation de la présente invention, l'étape 6 comprend en outre les étapes : étape 6-1 : réaliser l'opération de codage sur la première instruction de commande par le premier programme d'application 217 selon un format lisible par le contrôleur à distance 22, de façon à obtenir une instruction codée ; étape 6-2 : envoyer un signal par le premier programme d'application 217 au contrôleur à distance 22 conformément à l'instruction codée ; et étape 6-3 : envoyer la seconde instruction de commande par le contrôleur à distance 22 au véhicule aérien sans pilote 10 conformément au signal. [0031] Si l'on se réfère aux Figures 4 et 5, on peut voir qu'il y est représenté respectivement un diagramme de configuration de système et un diagramme de configuration logicielle d'un troisième mode de réalisation de la présente invention. La différence entre le troisième mode de réalisation et le premier mode de réalisation réside dans le fait que le contrôleur à distance 22 n'est pas utilisé dans le dispositif de commande à distance rapprochée 20 de ce mode de réalisation, tandis que le module de commande à distance du dispositif de commande à distance rapprochée 20 est assuré par une troisième puce réseau 219. En conséquence, l'instruction reçue est de nouveau codée par l'intermédiaire du module de codage 217c en un format lisible par le véhicule aérien sans pilote 10 directement, de telle manière que le véhicule aérien sans pilote 10 est manipulé par l'utilisateur. De plus, dans le troisième mode de réalisation de la présente invention, l'étape 6 comprend en outre les étapes : étape 6-1 : réaliser l'opération de codage sur la première instruction de commande par le premier programme d'application 217 selon un format lisible par le troisième programme d'application 218 associé de manière prédéfinie au véhicule aérien sans pilote 10, de façon à obtenir une instruction codée ; étape 6-2 : envoyer un signal par le premier programme d'application 217 à la troisième puce réseau 219 conformément à l'instruction codée ; et étape 6-3 : envoyer la seconde instruction de commande par la troisième puce réseau 219 au véhicule aérien sans pilote 10 conformément au signal, de telle sorte que le 9 véhicule aérien sans pilote 10 est autorisé à effectuer une opération correspondante en conséquence. [0032] En résumé, la première instruction de commande émise par le dispositif de commande à distance éloignée peut être délivrée au dispositif de commande à distance rapprochée par l'intermédiaire d'Internet, puis être codée par le dispositif de commande à distance rapprochée, de façon à manipuler le véhicule aérien sans pilote éloigné sans être limité par une distance de commande à distance définie par le véhicule aérien sans pilote lorsqu'il quitte l'usine. Ainsi, il est possible pour l'utilisateur d'utiliser le dispositif de commande à distance éloignée en se trouvant éloigné du véhicule aérien sans pilote pour faire fonctionner ce véhicule aérien sans pilote, avec la première instruction de commande émise par le dispositif de commande à distance éloignée qui est délivrée au module de véhicule aérien sans pilote par l'intermédiaire d'Internet. La distance de fonctionnement est augmentée de manière significative, puisque la portée géographique étendue d'Internet est bien plus grande que la distance de communication entre le dispositif de commande à distance rapprochée et le véhicule aérien sans pilote. Ainsi, il est possible pour l'utilisateur éloigné de faire fonctionner le véhicule aérien sans pilote par l'intermédiaire du dispositif de commande à distance éloignée et de voir les données d'image enregistrées par le véhicule aérien sans pilote pour l'application dans le domaine de la surveillance de personnes âgées et d'enfants, de la conduite de rondes, d'observation de paysage, etc.. De plus, la présente invention n'est pas limitée à un unique utilisateur, mais peut atteindre l'objectif de partager en procurant un module de véhicule aérien sans pilote à un emplacement fixé, avec le module de véhicule aérien sans pilote qui est manipulé par des utilisateurs par l'intermédiaire de dispositifs de commande à distance éloignée individuels. 10 [Revendication 11