Brevet FR3124618A1 — publié le 20221230

La présente invention propose un procédé d’enrichissement d’une base de données d’obstacles d’un aéronef, le procédé étant mis en œuvre par un ordinateur à bord de l’aéronef, et comprenant : - une phase de création réalisée à bord de l’aéronef, impliquant une interaction simple du pilote avec un système du cockpit, pour créer un objet intermédiaire représentatif d’un obstacle utilisateur, l’obstacle utilisateur étant un obstacle repéré par le pilote et non répertorié dans la base de données d’obstacles de l’aéronef, l’objet intermédiaire étant créé avec pour seul attribut une position géographique ; et - une phase ultérieure réalisée à bord de l’aéronef, consistant : - à ajouter à l’objet intermédiaire des attributs typant et caractérisant l’obstacle utilisateur ; et - à stocker dans une mémoire non-volatile d’un module du cockpit de l’aéronef, l’obstacle utilisateur avec les attributs ajoutés. Figure pour l’abrégé : Fig. 5 Procédé et dispositif d’enrichissement d’une base de données d’obstacles pour aéronefs Domaine de l’invention L’invention est dans le domaine technique des systèmes d’affichage des postes de pilotages d’aéronefs et concerne plus particulièrement l’interaction d’un équipage avec de tels systèmes. Etat de la Technique L'annexe 4 de la Convention relative à l’Organisation de l’Aviation Civile Internationale (OACI) qui concerne les cartes aéronautiques, définit un « obstacle » comme étant « tout ou partie d’un objet fixe (temporaire ou permanent) ou mobile qui : - est situé sur une aire destinée à la circulation des aéronefs à la surface ; ou - fait saillie au-dessus d’une surface définie destinée à protéger les aéronefs en vol ; ou -se trouve à l’extérieur d’une telle surface définie et qui est jugé être un danger pour la navigation aérienne ». De tels obstacles encore désignés comme « obstacles significatifs » sont inclus sur les cartes aéronautiques. Chaque obstacle est représenté sur une carte comme une « entité obstacle » par un signe conventionnel et un identificateur appropriés. Les entités obstacles présentées sur une carte sont liées aux attributs présents dans une base de données d’obstacle, comme : - la position horizontale en coordonnées géographiques et altitude associée ; - le type de l’obstacle ; - l’extension de l’obstacle, s’il y a lieu. Les attributs de données d'obstacles présents dans une base de données d'obstacles, par exemple la «Digital Obstacle File » (DOF) de la « Federal Administration Aviation » (FAA), sont des instances d'entités qui peuvent être représentées par des points, des lignes ou des polygones. Un exemple de représentation d'obstacle pour un pylône, peut être un point. Un exemple de représentation d'obstacle pour une ligne électrique haute tension, peuvent être des lignes. Un exemple de représentation d'obstacle pour un bâtiment, peut être un polygone. De tels obstacles peuvent devenir une menace pour les aéronefs volant à proximité du sol, et particulièrement pour les hélicoptères lorsque la visibilité est dégradée, même en conditions de vol VFR (« Visual Flight Rules » pour règles de vol à vue). Les cockpits modernes peuvent fournir des solutions pour améliorer la conscience de la situation des pilotes en ce qui concerne les obstacles. L'état de l'art en matière de fonctions d'obstacles ne concerne que les fonctions utilisant des données d'obstacles fournies par un fournisseur officiel de données aéronautiques, mais sans aucun moyen de personnalisation. Ces fonctions sont un affichage 2D sur une carte numérique, un affichage 3D sur un système de vision synthétique (SVS), ou encore un système d'alerte d'obstacles via par exemple un système d’asservissement et d’alarme d’impact, (TAWS) pour « Terrain Awareness and Warning System ». Une solution de la compagnie « AG-NAV » est constituée d'un appareil GPS embarqué appelé « Guia », avec un écran tactile qui permet d'afficher dans le cockpit sur une carte mobile, des données de navigation et des données de mission d’épandage aérien. Cette solution utilise une application Internet appelée « AgMission » pour préparer une mission d’épandage aérien, et qui permet aussi à un opérateur d'insérer des obstacles utilisateurs, en cliquant directement sur un emplacement sur une carte numérique, en saisissant sa hauteur, puis en enregistrant les obstacles et en les exportant vers Guia via un fichier. La solution Guia permet ainsi de télécharger des fichiers d'obstacles utilisateur qui sont créés via l’application AgMission. Elle permet aussi de télécharger des bases de données d'obstacles officielles telles que la DOF de la FAA, puis d'afficher sur une carte numérique de l’écran tactile ces obstacles en différentes couleurs, en fonction de leur hauteur et d’alerter le pilote quand il vole trop près d’un obstacle. Cependant, la solution AgMission nécessite l’utilisation d’un site Internet pour créer les nouveaux obstacles puis un transfert via un fichier informatique dans le périphérique GPS Guia. Par ailleurs, ces obstacles ne sont pas intégrés à l’avionique, au sens des systèmes de l’avionique certifiée. Ils ne peuvent donc pas être utilisés comme obstacles d’une base de données obstacles officielle pour alimenter un SVS ou bien un TAWS ou un HTAWS. Il peut aussi être mentionné les brevets FR 3 014 233 B1 et US9583011 B2 d’Airbus Helicopter qui décrivent des systèmes d'aéronef permettant de signaler la présence d'obstacles ainsi que des procédés de détection d'obstacle. Ces systèmes d'alerte d'obstacles sont basés sur l’utilisation d’une base de données embarquée qui peut être mise à jour en vol (par ajout et suppression d’obstacle manuellement) avec des moyens pour confirmer au sol les mises à jour. Cependant aucun élément de description n’est donné quant à la réalisation d’une fonction qui permet de créer des « obstacles utilisateurs » avec une implémentation dans l’avionique certifiée. Certaines approches pour l’amélioration d’une fonction d’obstacle nécessitent d’avoir une base de données d'obstacles qui soit précise et complète dans la zone d'exploitation de l'aéronef. Or, une telle base n'existe que rarement, et les bases de données d'obstacles sont fortement hétérogènes selon les pays ou selon les zones à l'intérieur des pays. Même si la FAA tient une base de données le DOF qui est complète et précise sur tout le territoire aux USA, très peu de pays le font, et généralement seuls les obstacles autour des aéroports sont correctement référencés dans les bases de données aéronautiques. Par ailleurs, les pilotes d'hélicoptère peuvent souhaiter avoir dans leur base de données d'obstacles de nouvelles constructions (antennes, éoliennes, ...) non encore enregistrées dans les bases de données officielles, avoir des obstacles temporaires tels que des grues ou des structures liées à un événement ou encore avoir des obstacles individuels d'un groupe d'obstacles qui sont enregistrés comme groupe uniquement dans les bases de données officielles. Cependant aucune solution d’une fonction avionique ou d’une application EFB relative à une fonction « obstacle utilisateur », qui permet de créer en vol et d’enrichir directement dans le cockpit une base de données obstacles officielle sans présenter les inconvénients précités, n’est à ce jour identifiée. La présente invention répond à ce besoin. L'invention vise à pallier le manque de données d'obstacles dans les bases de données obstacles officielles, pour les hélicoptères ou tout autre aéronef qui volent très souvent en conditions VFR, à proximité du sol et hors des zones aéroportuaires. La présente invention permet aux pilotes d'enrichir eux-mêmes avec de nouveaux obstacles, les bases de données d'obstacles, directement en vol ou lors de la préparation d’une mission, sur leur zone d’intérêt. Ces nouveaux obstacles, qui sont chacun désigné comme un « obstacle utilisateur », deviennent disponibles dans les fonctions avioniques au même titre que les données d'obstacles fournies par les fournisseurs de bases de données aéronautiques. Lors de la phase de préparation de mission ou bien directement en vol, la solution proposée permet à l’équipage d’ajouter des obstacles non répertoriés dans la base de donnée embarquée à bord de l’aéronef, et permet ensuite à l’équipage de bénéficier de toutes les fonctions d’amélioration de la conscience de situation et d’alertes déjà présentes dans l’avionique sur ces nouveaux obstacles. Grâce à la présente invention, un obstacle utilisateur peut être affiché sur une vue 2D d'une carte mobile numérique ou d'un affichage de navigation, sur une vue 3D d'un affichage de vol principal SVS ou il peut alimenter un système d’alerte de collision avec le sol (TAWS par exemple). Un objet de la présente invention est un dispositif qui comprend des moyens dont des interfaces, permettant à un pilote ou plus généralement à un équipage, d'enrichir une base de données d'obstacles directement à l'intérieur de l'aéronef, au sol et même en vol. De manière générale, le principe de l’invention repose sur la création par le pilote d’un « objet intermédiaire temporaire », facile et rapide à créer en vol, configuré pour stocker la localisation du nouvel obstacle utilisateur, à partir d’une action simple. Une action simple au sens de l’invention est une action qui ne mobilise que très peu le pilote tant dans son temps de manipulation que dans l’implication de charge mentale pour la réaliser. Ainsi, une action simple pourra être par exemple le marquage de la position courante de l’aéronef ou le marquage d’un point désigné à partir d’un dispositif d’affichage en tête haute (fixe ou portée) ou le marquage par interaction tactile sur une cartographie en 2D embarquée ou encore par désignation via la ligne de visée d’un capteur vidéo et/ou d’un laser de type système électro-optique (« EOS » par exemple). Avantageusement, la présente invention opère sur une première phase d’une durée très courte permettant une désignation rapide et simple de la position d’un obstacle utilisateur (via la création d’un objet intermédiaire temporaire), suivie d’une deuxième phase en différé, i.e lors d’une phase de vol plus calme ou après l’atterrissage, pour la saisie de caractéristiques supplémentaires de l’obstacle utilisateur créé, comme par exemple la saisie de son type, de sa hauteur, de sa largeur, etc. Le pilote ou un opérateur peut ultérieurement vérifier et valider les données saisies sur chaque obstacle utilisateur et les enregistrer dans la base de données obstacles de l’aéronef en tant que nouvel obstacle. Avantageusement, le dispositif de l’invention permet également après la création d’un premier obstacle utilisateur, de propager directement sur plusieurs obstacles des caractéristiques qui leur sont communes. Ce peut être par exemple, la propagation automatique du type d’obstacle, ou encore la propagation automatique d’une hauteur commune d’obstacle. Ce point est particulièrement intéressant pour la création des obstacles linéaires. Pour obtenir les résultats recherchés, il est proposé un procédé d’enrichissement d’une base de données d’obstacles d’un aéronef, le procédé étant mis en œuvre par ordinateur à bord de l’aéronef, et comprenant : - une phase de création réalisée à bord de l’aéronef, impliquant une interaction simple du pilote avec un système du cockpit, pour créer un objet intermédiaire représentatif d’un obstacle utilisateur, l’obstacle utilisateur étant un obstacle repéré par le pilote et non répertorié dans la base de données d’obstacles de l’aéronef, l’objet intermédiaire étant créé avec pour seul attribut une position géographique ; et - une phase ultérieure réalisée à bord de l’aéronef, consistant à : - ajouter à l’objet intermédiaire des attributs typant et caractérisant l’obstacle utilisateur ; et - stocker dans une mémoire non-volatile d’un module du cockpit de l’aéronef, l’obstacle utilisateur avec les attributs ajoutés. Selon des modes de réalisation alternatifs ou combinés : - la phase de création d’un objet intermédiaire comprend une étape de marquage de la position de l’obstacle repéré, par une action du pilote au moment où l’aéronef passe à la verticale de l’obstacle repéré, consistant en une simple interaction tactile sur un écran de l’aéronef, ou en un simple appui sur un bouton dédié du poste de pilotage ou du manche de commande, l’objet intermédiaire créé étant symbolisé à la position courante de l’aéronef et à l’altitude du terrain à cette position ; - la phase de création d’un objet intermédiaire comprend une étape de marquage de la position de l’obstacle repéré consistant en un appui par le pilote sur un bouton dédié du poste de pilotage ou du manche de commande, le bouton étant configuré pour permettre qu’un appui déclenche une action de marquage à l’intersection du sol avec la ligne de visée, depuis la position courante de l’aéronef, d’un écran monté sur un écran de visualisation porté par le pilote ou d’un écran tête haute non portée ou d’un système électro-optique ; - la phase de création d’un objet intermédiaire comprend une étape de marquage de la position de l’obstacle repéré consistant en une interaction tactile du pilote sur un écran de navigation ou de mission de l’aéronef, l’écran étant une interface homme-machine configurée pour afficher une carte de navigation et permettre au pilote de sélectionner un emplacement, soit en désignant la position de l’obstacle sur la carte, soit en renseignant les coordonnées géographiques de l’obstacle dans un champ textuel, afin de déclencher une action de marquage à la position de l’obstacle; - l’étape d’ajout d’attributs à l’objet intermédiaire est opérée via une interface homme-machine configurée pour afficher un panneau de contrôle virtuel permettant la sélection d’un type d’obstacle et la saisie de caractéristiques d’obstacles. Dans un mode de réalisation, la phase ultérieure consiste à : - sélectionner l’objet intermédiaire et lui ajouter des attributs de type et de caractéristiques, créant un obstacle utilisateur temporaire ; - sélectionner un emplacement sur l’interface tactile pour créer un autre obstacle utilisateur temporaire de même type que l’objet intermédiaire ; - répéter l’étape de sélection d’emplacement pour créer d’autres obstacles utilisateurs temporaires de même type et ayant des caractéristiques communes ; - valider la création de tous les obstacles utilisateurs temporaires pour créer autant d’obstacles utilisateurs ayant les mêmes attributs ; et - stocker dans une mémoire non-volatile du cockpit de l’aéronef, tous les obstacles utilisateurs avec leurs attributs, les obstacles utilisateurs étant de nouveaux obstacles de la base de données d’obstacles de l’aéronef. Dans une variante de réalisation, l’utilisateur dans la phase de création, crée une pluralité d’objets intermédiaires pour autant d’obstacles utilisateurs avec lesquels il souhaite enrichir la base de données d’obstacles de l’aéronef, et la phase ultérieure comprend les étapes consistant à : - sélectionner un premier objet intermédiaire et lui ajouter des attributs de type et de caractéristiques ; - sélectionner un ou plusieurs autres objets intermédiaires pour lesquels il souhaite attribuer les mêmes caractéristiques ; - valider les opérations d’ajout d’attributs à tous les objets intermédiaires de manière à créer des obstacles utilisateurs de même type ayant des caractéristiques communes ; et - stocker dans une mémoire non-volatile du cockpit de l’aéronef, tous les obstacles utilisateurs avec leurs attributs, les obstacles utilisateurs étant de nouveaux obstacles de la base de données d’obstacles de l’aéronef. Dans une alternative de réalisation, la phase initiale comprend une étape consistant à afficher sur un écran de navigation ou de mission du pilote, une représentation symbolique de l’objet intermédiaire à ladite position géographique, et la phase ultérieure comprend une étape consistant à afficher sur l’écran de navigation ou de mission du pilote, une représentation symbolique de l’obstacle utilisateur. Dans une autre alternative de réalisation, le procédé permet après la phase ultérieure d’afficher sur différents écrans du cockpit le ou les obstacles utilisateurs en tant que nouveaux obstacles de la base de données d’obstacles de l’aéronef. L’invention concerne aussi un dispositif comprenant des moyens pour mettre en œuvre le procédé de l’invention selon les variantes décrites. L’invention concerne aussi un produit programme d’ordinateur qui comprend des instructions de code permettant d’effectuer les étapes du procédé de l’invention, lorsque le programme est exécuté sur un ordinateur. Description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’aide de la description qui suit et des figures des dessins annexés dans lesquels : illustre un exemple de moyens permettant de saisir en vol, la position d’un obstacle utilisateur selon l’invention ; illustrent des exemples de moyens permettant de saisir au sol ou en vol, la position d’un obstacle utilisateur selon l’invention ; illustrent différentes vues d’une IHM selon l’invention pour ajouter des caractéristiques à un obstacle utilisateur ; illustrent sur différentes vues d’une IHM selon l’invention la propagation de caractéristiques à plusieurs obstacles utilisateurs ; et est un organigramme illustrant les principales étapes des phases de création d’obstacle utilisateur et de propagation de caractéristiques communes, selon l’invention. Un procédé d’enrichissement d’une base de données d’obstacles d’un aéronef, le procédé étant mis en œuvre par un ordinateur à bord de l’aéronef, et comprenant : une phase de création réalisée à bord de l’aéronef, impliquant une interaction simple du pilote avec un système du cockpit, pour créer un objet intermédiaire représentatif d’un obstacle utilisateur, l’obstacle utilisateur étant un obstacle repéré par le pilote et non répertorié dans la base de données d’obstacles de l’aéronef, l’objet intermédiaire étant créé avec pour seul attribut une position géographique ; et une phase ultérieure réalisée à bord de l’aéronef, consistant : à ajouter à l’objet intermédiaire des attributs typant et caractérisant l’obstacle utilisateur ; et à stocker dans une mémoire non-volatile d’un module du cockpit de l’aéronef, l’obstacle utilisateur avec les attributs ajoutés. Le procédé selon la revendication 1 dans lequel la phase de création d’un objet intermédiaire comprend une étape de marquage de la position de l’obstacle repéré, par une action du pilote au moment où l’aéronef passe à la verticale de l’obstacle repéré consistant en une simple interaction tactile sur un écran de l’aéronef, ou en un simple appui sur un bouton dédié du poste de pilotage ou du manche de commande, l’objet intermédiaire créé étant symbolisé à la position courante de l’aéronef et à l’altitude du terrain à cette position. Le procédé selon la revendication 1 dans lequel la phase de création d’un objet intermédiaire comprend une étape de marquage de la position de l’obstacle repéré consistant en un appui par le pilote sur un bouton dédié du poste de pilotage ou du manche de commande, le bouton étant configuré pour permettre qu’un appui déclenche une action de marquage à l’intersection du sol avec la ligne de visée, depuis la position courante de l’aéronef, d’un écran monté sur un écran de visualisation porté par le pilote ou d’un écran tête haute non portée ou d’un système électro-optique. Le procédé selon la revendication 1 dans lequel la phase de création d’un objet intermédiaire comprend une étape de marquage de la position de l’obstacle repéré consistant en une interaction tactile du pilote sur un écran de navigation ou de mission de l’aéronef, l’écran étant une interface homme-machine configurée pour afficher une carte de navigation et permettre au pilote de sélectionner un emplacement, soit en désignant la position de l’obstacle sur la carte, soit en renseignant les coordonnées géographiques de l’obstacle dans un champ textuel, afin de déclencher une action de marquage à la position de l’obstacle. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel l’étape d’ajout d’attributs à l’objet intermédiaire est opérée via une interface homme-machine configurée pour afficher un panneau de contrôle virtuel permettant la sélection d’un type d’obstacle et la saisie de caractéristiques d’obstacles. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel la phase ultérieure consiste à : sélectionner l’objet intermédiaire et lui ajouter des attributs de type et de caractéristiques, créant un obstacle utilisateur temporaire ; sélectionner un emplacement sur l’interface tactile pour créer un autre obstacle utilisateur temporaire de même type que l’objet intermédiaire ; répéter l’étape de sélection d’emplacement pour créer d’autres obstacles utilisateurs temporaires de même type et ayant des caractéristiques communes ; valider la création de tous les obstacles utilisateurs temporaires pour créer autant d’obstacles utilisateurs ayant les mêmes attributs ; et stocker dans une mémoire non-volatile du cockpit de l’aéronef, tous les obstacles utilisateurs avec leurs attributs, les obstacles utilisateurs étant de nouveaux obstacles de la base de données d’obstacles de l’aéronef. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel l’utilisateur dans la phase de création, crée une pluralité d’objets intermédiaires pour autant d’obstacles utilisateurs avec lesquels il souhaite enrichir la base de données d’obstacles de l’aéronef ; et dans lequel la phase ultérieure comprend les étapes consistant à : sélectionner un premier objet intermédiaire et lui ajouter des attributs de type et de caractéristiques ; sélectionner un ou plusieurs autres objets intermédiaires pour lesquels il souhaite attribuer les mêmes caractéristiques ; valider les opérations d’ajout d’attributs à tous les objets intermédiaires de manière à créer des obstacles utilisateurs de même type ayant des caractéristiques communes ; et stocker dans une mémoire non-volatile du cockpit de l’aéronef, tous les obstacles utilisateurs avec leurs attributs, les obstacles utilisateurs étant de nouveaux obstacles de la base de données d’obstacles de l’aéronef. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel la phase initiale comprend une étape consistant à afficher sur un écran de navigation ou de mission du pilote, une représentation symbolique de l’objet intermédiaire à ladite position géographique, et la phase ultérieure comprend une étape consistant à afficher sur l’écran de navigation ou de mission du pilote, une représentation symbolique de l’obstacle utilisateur. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 permettant après la phase ultérieure d’afficher sur différents écrans du cockpit le ou les obstacles utilisateurs en tant que nouveaux obstacles de la base de données d’obstacles de l’aéronef. Un produit programme d’ordinateur, ledit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code permettant d’effectuer les étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. Un dispositif d’enrichissement d’une base de données d’obstacles de l’aéronef, le dispositif comprenant des moyens pour mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.