Brevet FR3151107A1 — publié le 20250117

Procédé de commande d’un drone (1) au moyen d’une station déportée (11) pour l’accomplissement d’une mission, le drone comprenant une première unité de commande (2) électronique et un premier émetteur/récepteur (4) de données relié à la première unité de commande et agencé pour établir un canal de communication (21, 22, 23) avec un deuxième émetteur/récepteur (14) de la station déportée, la station déportée comprenant une deuxième unité de commande (12) reliée au deuxième émetteur/récepteur, caractérisé en ce que le procédé comprend l’étape de mémoriser, avant le début de la mission, dans la première unité de commande et dans la deuxième unité de commande, une base de données (3, 13) contenant des données prédites de mission relatives à la mission à accomplir, et les étapes suivantes réalisées, pendant la mission : la première unité de commande collecte des données courantes de mission et les compare aux données prédites de mission, en cas d’écart entre les données courantes de mission et les données prédites de mission, la première unité de commande transmet des données représentatives de cet écart à la deuxième unité de commande, la deuxième unité de commande transmet à la première unité de commande au moins une action à réaliser en fonction des données représentatives de cet écart. FIGURE DE L’ABREGE : Fig. 1 Procédé de commande d’un véhicule autonome avec analyse de situation à distance La présente invention concerne le domaine des véhicules télécommandés, programmés et/ou au moins en partie autonomes. Ces véhicules seront appelés drones dans la suite de la description. ARRIERE PLAN DE L’INVENTION Un drone est un véhicule aérien, spatial, nautique, terrestre ou amphibie qui comprend généralement une motorisation pour déplacer le drone sur une trajectoire, au moins un organe de guidage pour modifier la trajectoire du drone, des capteurs embarqués et une unité électronique de commande exécutant un programme de pilotage correspondant à une mission que le drone doit accomplir. La mission comprend toujours le déplacement du drone d’un point de départ vers un point d’arrivée et par exemple le transport de passager(s), le dépôt d’une charge, la surveillance par collecte d’informations telles que des images ou des signaux électromagnétiques, le brouillage de signaux électromagnétiques, le tir d’une munition (la munition pouvant être constituée par le drone lui-même)… L’unité électronique de commande est reliée à l’organe de guidage et aux capteurs embarqués, ainsi qu’éventuellement à la motorisation, et le programme de pilotage (ou programme d’opération à distance) est agencé pour piloter l’organe de direction et la motorisation en fonction des informations fournies par les capteurs embarqués qui comprennent des capteurs de positionnement (par exemple une centrale inertielle et/ou un récepteur de signaux de positionnement par satellite ou GNSS) et des capteurs environnementaux permettant à l’unité électronique de commande de percevoir son environnement, comme des capteurs optroniques, radar, lidar, sonar… Il peut arriver lors du déplacement du drone que l’unité électronique de commande détecte un évènement non prévu par le programme de pilotage. Cet évènement est par exemple constitué par la survenance d’un ou plusieurs obstacles sur la trajectoire du drone, l’absence d’une cible au point d’arrivée ou au contraire la présence de plusieurs cibles au point d’arrivée, la détection d’une cible potentielle avant d’atteindre le point d’arrivée, une avarie… Un tel évènement peut entrainer une perturbation dans le pilotage du drone, l’unité électronique de commande étant incapable de prendre une décision face à la situation imprévue provoquée par la survenue de cet évènement (impasse décisionnelle). Dans l’idéal, l’unité électronique de commande est agencée pour contacter un opérateur humain susceptible de décider voire de faire exécuter des actions à réaliser compte tenu de cette situation avant de laisser l’unité électronique de commande poursuivre la mission. Ceci suppose toutefois qu’un canal de communication puisse être établi entre l’unité électronique de commande et l’opérateur et que ce canal de communication offre un débit suffisant pour permettre la transmission à l’opérateur d’un flux de données issus des capteurs du drone lui permettant d’appréhender la situation. Ceci suppose que le drone dispose de moyens de communication performants et se trouve dans une zone favorable aux communications (distance, relief, conditions météorologiques, absence ou présence de brouillage…). OBJET DE L’INVENTION L’invention a notamment pour but d’améliorer le pilotage d’un drone dans une telle situation. A cet effet, on prévoit, selon l’invention un procédé de commande d’un drone au moyen d’une station déportée pour l’accomplissement d’une mission, le drone comprenant une première unité de commande électronique et un premier émetteur/récepteur de données relié à la première unité de commande et agencé pour établir un canal de communication avec un deuxième émetteur/récepteur de la station déportée, la station déportée comprenant une deuxième unité de commande reliée au deuxième émetteur/récepteur. Le procédé comprend l’étape de mémoriser, avant le début de la mission, dans la première unité de commande et dans la deuxième unité de commande, une base de données contenant des données prédites de mission relatives à la mission à accomplir, et les étapes suivantes réalisées, pendant la mission : la première unité de commande collecte des données courantes de mission et les compare aux données prédites de mission, en cas d’écart entre les données courantes de mission et les données prédites de mission, la première unité de commande transmet des données représentatives de cet écart à la deuxième unité de commande, la deuxième unité de commande transmet à la première unité de commande au moins une action à réaliser en fonction des données représentatives de cet écart. Ainsi, la première unité de commande peut déléguer la prise de décision soit directement à la deuxième unité de commande soit à un opérateur interagissant avec la deuxième unité de commande. La transmission seulement des données représentatives de l’écart entre les données prédites et les données courantes permet de limiter la quantité de données transmises tout en fournissant à la deuxième unité de commande ou à l’opérateur des données lui permettant de prendre une décision. Selon des caractéristiques optionnelles, utilisées individuellement ou tout ou partie en combinaison : l’action à réaliser est déterminée par un opérateur à qui la deuxième unité de commande a présenté les données représentatives de l’écart ; l’action à réaliser est déterminée automatiquement par la deuxième unité de commande à partir des données représentatives de cet écart ; la première unité de commande ordonne les données représentatives de l’écart par ordre d’importance, détermine un débit du canal de communication avec la deuxième unité de commande et transmet tout ou partie des données représentatives de l’écart en fonction de leur importance et du débit déterminé ; les données représentatives de l’écart sont basées sur une différence entre une image prédite et une image courante ; la différence entre l’image prédite et l’image courante révèle la présence d’un objet et les données représentatives de l’écart comprennent un type d’objet obtenu par un algorithme de classification, une position et des dimensions de l’objet ; les données prédites de mission comprennent des données appartenant à l’un au moins des groupes de données suivant : données d’état du drone, données d’un modèle de terrain, données d’une carte d’obstacles, données météorologiques, données de santé d’au moins un passager du drone, données liées à l’environnement perçu par le drone ; la première unité de commande et/ou la deuxième unité de commande met(tent) en œuvre une intelligence artificielle ; la station déportée est une station fixe au sol ; la première unité de commande transmet des données représentatives de l’écart à la deuxième unité de commande uniquement si la première unité de commande est dans une impasse décisionnelle compte tenu de cet écart. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d’un mode de réalisation particulier et non limitatif de l’invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : la est une vue schématique d’un système de commande de drone utilisable pour la mise en œuvre de l’invention ; la est un logigramme illustrant la mise en œuvre du procédé selon l’invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION En référence à la , l’invention est ici décrite en relation avec un drone 1, ici aérien, et une station déportée 11, ici fixe et au sol G. Le drone 1 comprend une unité de commande 2 reliée à une base de données 3, un émetteur/récepteur 4, un groupe de capteurs 5, une motorisation 6 et un organe directeur 7. L’unité de commande 2 est une unité électronique comprenant par exemple un ou plusieurs processeurs et au moins une mémoire contenant un système d’exploitation et un ou plusieurs programmes informatiques comprenant des instructions agencées pour mettre en œuvre le procédé de l’invention. L’unité de commande est par exemple réalisée sous la forme d’un ou plusieurs circuits intégrés, d’un FPGA ou autre. L’unité de commande 2 est alimentée par un réseau électrique de bord comprenant au moins une batterie. La base de données 3 est hébergée dans une mémoire embarquée dans le drone 1 et accessible par l’unité de commande 2. Le contenu de la base de données sera détaillé dans la suite de la description. L’émetteur/récepteur 4 est un émetteur/récepteur radioélectrique qui est agencé pour communiquer via un canal de communication avec la station déportée 11 et qui incorpore de préférence une unité électronique de chiffrement et déchiffrement des données transmises. Le canal de communication peut être un canal de communication directe 21, un canal de communication satellitaire 22 passant par un satellite de communication S ou un canal de communication relayé 23, ici par un aéronef A (mais ce pourrait être par un relai terrestre ou un relai maritime). Le groupe de capteurs 5 comprend ici : des capteurs d’état des différents composants/équipements du drone 1 ; une centrale de navigation inertielle comprenant de façon connue en elle-même des accéléromètres pour détecter une force spécifique le long des axes d’un repère de mesure et des capteurs angulaires de l’orientation du repère de mesure par rapport à un repère de référence ; un récepteur de signaux satellitaires de positionnement (ou récepteur GNSS) ; un capteur optronique d’image qui fonctionne dans les domaines visible et infrarouge et qui est orienté pour capturer des images du sol ; un radar pour détecter la présence éventuelle d’obstacle à l’avant du drone 1. La motorisation 6 est agencée pour propulser le drone selon une trajectoire aérienne et comprend ici un propulseur de type réacteur, turboréacteur, statoréacteur, turbopropulseur… L’organe directeur 7 comprend ici des ailettes motorisées orientables dont l’orientation permet de modifier la trajectoire du drone 1. L’unité de commande 2 est programmée, de manière connue en elle-même, pour commander la motorisation 6 et l’organe directeur 7 de manière à emmener le drone d’un point de départ à un point d’arrivée en mettant en œuvre un algorithme de navigation hybridée exploitant les signaux de la centrale de navigation inertielle et du récepteur GNSS. L’unité de commande 2 est programmée, de manière connue en elle-même, pour accomplir une mission consistant par exemple à capturer des images le long de la trajectoire au moyen du capteur optronique d’image et de tirer une munition sur une cible identifiée sur une des images. La station déportée 11 comprend une unité de commande 12 reliée à une base de données 13, un émetteur/récepteur 14, et une interface utilisateur 15. L’unité de commande 12 est une unité électronique comprenant par exemple un ou plusieurs processeurs et au moins une mémoire contenant un système d’exploitation et un ou plusieurs programmes informatiques comprenant des instructions agencées pour mettre en œuvre le procédé de l’invention. L’unité de commande 12 est par exemple réalisée sous la forme d’un ou plusieurs circuits intégrés, d’un FPGA ou autre. La base de données 13 est hébergée dans une mémoire embarquée dans la station déportée 11 et accessible par l’unité de commande 12. Le contenu de la base de données sera détaillé dans la suite de la description. L’émetteur/récepteur 14 est un émetteur/récepteur radio-électrique qui est agencé pour communiquer via un canal de communication avec le drone 11 et qui incorpore de préférence une unité électronique de chiffrement et déchiffrement des données transmises. L’interface utilisateur 15 comprend ici au moins un dispositif d’entrée de données comme un clavier, un joystick ou autre permettant à un opérateur d’entrer des données et/ou des instructions dans l’unité de commande 12 et au moins un dispositif de sortie de données comme un écran permettant à l’opérateur de visualiser des données présentées par l’unité de commande 12. L’unité de commande 2 et l’unité de commande 12 mettent ici toutes deux en œuvre une intelligence artificielle pour accomplir les fonctions précédemment mentionnées. Les bases de données 3 et 13 sont destinées à contenir des données de mission prédites comprenant ici : des données d’état du drone, des données d’un modèle de terrain sur la trajectoire prévue avec des images du terrain issues par exemple d’une reconnaissance préalable, des données météorologiques sur la trajectoire prévue (température, pression atmosphérique, visibilité). Ces données de mission prédites sont déterminées lors d’une phase préliminaire de préparation de mission et peuvent être déterminées en fonction de missions passées, de simulations et autre modèles, de reconnaissances préalables… et sont enregistrées dans les bases de données 3 et 13 lors d’une phase de synchronisation initiale des bases de données 3 et 13. En outre, lors de cette même phase préliminaire, le point d’arrivée, la trajectoire prévue ou des points de passage obligés, et les opérations à réaliser lors de la mission (ici tirer une munition sur une cible située au point d’arrivée) sont programmées dans l’unité de commande 2. La mission commence lorsque le drone 1 s’élance sur la trajectoire prévue. Le pilotage et la navigation du drone 1 jusqu’à sa position d’arrivée est assurée par l’unité de commande 2 qui, tout au long de la trajectoire, collecte en outre des données courantes de mission comprenant : des images du sol à l’aplomb de sa trajectoire ; des données d’état des différents composants/équipements du drone 1 ; des données météorologiques. Les données courantes de mission sont traitées au fur et à mesure par l’unité de commande 2 qui les compare aux données de mission prédites de la base de données 3. En l’absence d’écart entre les données de mission prédites et les données de mission courantes, l’unité de commande 2 n’exécute aucune action particulière. Dans le cas contraire, en cas d’écart entre les données courantes de mission aux données prédites de mission : l’unité de commande 2 transmet des données représentatives de cet écart à l’unité de commande 12, l’unité de commande 12 transmet à l’unité de commande 2 au moins une action à réaliser en fonction des données représentatives de l’écart. Dans l’exemple illustré sur la , le modèle de terrain des données de mission prédites comprend une image ne montrant aucun véhicule à la position X. La comparaison de l’image capturée à la position X par le capteur optronique d’image du groupe de capteurs 5 et de l’image des données de mission prédite révèle un écart, ici la présence d’un objet. L’unité de commande 2 met donc à jour la base de données 3 en y enregistrant l’image courante à la place de l’image prédite. L’unité de commande 2 détermine ensuite le débit du canal de communication entre l’émetteur/récepteur 4 et l’émetteur/récepteur 14. Si ce débit est suffisant, l’unité de commande 2 demande la synchronisation des bases de données 3 et 13. Si ce débit est insuffisant, l’unité de commande 2 est programmée pour traiter la différence entre l’image prédite et l’image courante pour créer des données représentatives de l’écart comprenant un type d’objet obtenu par un algorithme de classification, une position et des dimensions estimées de l’objet. En l’occurrence, l’objet est identifié comme étant un véhicule et plus particulièrement un char de combat. L’unité de commande 2 est programmée pour ordonner les données représentatives de l’écart (celles mentionnées précédemment et d’autres éventuellement) par ordre d’importance et transmet tout ou partie des données représentatives de l’écart en fonction de leur importance et du débit déterminé. Ceci veut dire que dans l’hypothèse où la connexion entre les émetteurs/récepteurs 4, 14 est maintenue suffisamment longtemps, toutes les données représentatives de l’écart seront transmises à l’unité de commande 12. Au contraire, si la connexion est interrompue ou que le débit est trop faible pour transmettre toutes les données, seules les données prioritaires (les plus importantes) seront transmises. A la réception des données représentatives de l’écart, l’unité de commande 12 est agencée pour : soit décider par elle-même d’une action à réaliser par l’unité de commande 2, soit afficher sur l’écran de l’interface utilisateur 15 les données représentatives de l’écart, avec ou sans traitement de l’unité de commande 12. Dans le premier cas, l’action à réaliser (par action, on entend ici une action individuelle ou une suite d’actions) est déterminée automatiquement par l’unité de commande 12 à partir des données représentatives de cet écart. Dans le deuxième cas, l’action à réaliser est déterminée par un opérateur qui communique l’action en question au moyen par exemple du clavier de l’interface utilisateur 15 ou en sélectionnant l’action en question parmi des actions possibles présentées par l’unité de commande 12 dans un menu contextuel affiché sur l’écran de l’interface utilisateur 15. Les actions possibles sont par exemple déterminées par l’intelligence artificielle de l’unité de commande 12 à partir des données représentatives de cet écart. L’unité de commande 12 détermine l’action à réaliser par exemple en utilisant l’intelligence artificielle ou en mettant en œuvre des logiques prédéterminées. Une fois l’action à réaliser déterminée, l’unité de commande 12 élabore des instructions correspondantes et les transmet à l’unité de commande 2 via les émetteurs/récepteurs 14, 4. L’unité de commande 2 exécute alors l’action en question. L’action en question peut être : interrompre la mission et revenir à la position de départ ; rester au-dessus de la position X et surveiller des mouvements du char ; tirer une munition sur le char ; ignorer le char et poursuivre la mission initiale ; … Bien entendu, l’invention n’est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l’invention telle que définie par les revendications. En particulier, le drone et/ou la station déportée peu(ven)t avoir une structure différente de celle décrite. Le groupe de capteurs 5 peut comprendre d’autres capteurs se substituant ou s’ajoutant à ceux mentionnés précédemment : un lidar, un sonar, un capteur optronique dans le domaine infrarouge ou dans le domaine visible, un capteur de signaux électromagnétiques, un détecteur de menace et par exemple un détecteur de départ de missile ou de tir, un ou plusieurs capteurs de santé d’un ou plusieurs passager(s) du drone 1 (mesure de température des passagers, capture d’image du visage, mesure du taux d’oxygène dans le sang, mesure du rythme cardiaque ou respiratoire…), … Les données de mission peuvent comprendre d’autres données se substituant ou s’ajoutant à celles mentionnées précédemment : des données d’une carte d’obstacles, des données de santé d’au moins un passager du drone, des données représentatives d’une situation climatique, des données de présence de forces amies et/ou ennemies dans un contexte militaire… L’écart entre les données de mission prédites et les données de mission courantes peuvent également concerner : une baisse de visibilité ; une température très basse occasionnant du givre sur les optiques ou alourdissant le drone 1 ; des conditions météorologiques (bourrasque de vent, tempête) ou une avarie rendant la stabilisation du drone difficile ; une panne d’un capteur embarqué ; la présence non prévue d’humains autour d’une cible, l’unité de commande 2 ne pouvant déterminer s’il s’agit de civils ou d’ennemis ; une dégradation de la santé d’un passager, l’unité de commande 2 ne pouvant déterminer si elle doit ramener le drone à son point de départ, le dérouter pour le faire atterrir en urgence, ou poursuivre jusqu’au point d’arrivée prévu ; une évolution de l’environnement perçu par le drone (les données comparées peuvent par exemple concerner l’environnement perçu par le drone et notamment l’état de certains objets dans une scène afin par exemple de surveiller la destruction/construction de bâtiments) ; … On peut prévoir que l’unité de commande 2 transmette les données représentatives de l’écart à l’unité de commande 12 uniquement si l’unité de commande 2 est dans une impasse décisionnelle (elle est bloquée ou dans une situation d’urgence) compte tenu de cet écart. On notera que le drone peut posséder plus d’informations que la station déportée. Ce n’est pas un problème et les bases de données peuvent être synchronisées ultérieurement. On notera également que la station déportée peut envoyer des informations à un drone par exemple lorsque la station déportée est en relation avec plusieurs drones et qu’un des drones dispose de moins d’informations que les autres. On a indiqué que l’unité de commande 12 affiche sur l’écran de l’interface utilisateur 15 les données représentatives de l’écart, avec ou sans traitement. Ce traitement est par exemple la correction d’un flou ou d’une balance de blanc dans le cas d’images. D’autres traitements sont bien entendu envisageables. Le drone peut être tout véhicule terrestre, nautique, aérien, amphibie, spatial… au moins en partie autonome. Ce véhicule peut être agencé pour transporter un ou plusieurs passagers, une charge utile (équipement(s) de surveillance, munition…), une marchandise… Le véhicule peut être un missile ou une munition rôdeuse… La station déportée peut être une station mobile embarquée sur un véhicule comme un véhicule terrestre, un bateau, un avion… ou une station au sol fixe. Procédé de commande d’un drone (1) au moyen d’une station déportée (11) pour l’accomplissement d’une mission, le drone comprenant une première unité de commande (2) électronique et un premier émetteur/récepteur (4) de données relié à la première unité de commande et agencé pour établir un canal de communication (21, 22, 23) avec un deuxième émetteur/récepteur (14) de la station déportée, la station déportée comprenant une deuxième unité de commande (12) reliée au deuxième émetteur/récepteur, caractérisé en ce que le procédé comprend l’étape de mémoriser, avant le début de la mission, dans la première unité de commande et dans la deuxième unité de commande, une base de données (3, 13) contenant des données prédites de mission relatives à la mission à accomplir, et les étapes suivantes réalisées, pendant la mission : la première unité de commande collecte des données courantes de mission et les compare aux données prédites de mission, en cas d’écart entre les données courantes de mission et les données prédites de mission, la première unité de commande transmet des données représentatives de cet écart à la deuxième unité de commande, la deuxième unité de commande transmet à la première unité de commande au moins une action à réaliser en fonction des données représentatives de cet écart. Procédé selon la revendication 1, comprenant l’étape suivante : l’action à réaliser est déterminée par un opérateur à qui la deuxième unité de commande (12) a présenté les données représentatives de l’écart. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l’action à réaliser est déterminée automatiquement par la deuxième unité de commande (12) à partir des données représentatives de cet écart. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première unité de commande (2) ordonne les données représentatives de l’écart par ordre d’importance, détermine un débit du canal de communication (21, 22, 23) avec la deuxième unité de commande (12) et transmet tout ou partie des données représentatives de l’écart en fonction de leur importance et du débit déterminé. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les données représentatives de l’écart sont basées sur une différence entre une image prédite et une image courante. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la différence entre l’image prédite et l’image courante révèle la présence d’un objet et les données représentatives de l’écart comprennent un type d’objet obtenu par un algorithme de classification, une position et des dimensions de l’objet. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les données prédites de mission comprennent des données appartenant à l’un au moins des groupes de données suivant : données d’état du drone, données d’un modèle de terrain, données d’une carte d’obstacles, données météorologiques, données de santé d’au moins un passager du drone, données liées à l’environnement perçu par le drone. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première unité de commande (2) et/ou la deuxième unité de commande (12) met(tent) en œuvre une intelligence artificielle. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la station déportée (11) est une station fixe au sol (G). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première unité de commande (2) transmet des données représentatives de l’écart à la deuxième unité de commande (12) uniquement si la première unité de commande est dans une impasse décisionnelle compte tenu de cet écart.