INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le second côté 38b comprend une surface plane 76 qui est perpendiculaire à la surface P. Avantageusement, cette surface 76 forme également une surface d’appui de la grille 26 sur le cadre auquel elle est fixée.
Du fait de cette complexité, dans les contextes opérationnels, la préparation des PPU est faite manuellement par un opérateur préparant la mission, par sélection de zones cartographies. Ce travail repose sur les données cartographiques de la zone survolée.
La recherche manuelle des PPU présente deux inconvénients majeurs. En premier lieu, elle est extrêmement coûteuse en temps et fastidieuse. En outre, si un évènement imprévu empêche le ralliement d’une ou de plusieurs PPU préprogrammées, la recherche d’une ou de plusieurs PPU lors du vol, en temps réel, par un opérateur du drone en mission, peut nécessiter plus de temps que le drone n’en a avant de devoir se poser, ce qui peut être préjudiciable à la sécurité du vol.
La recherche des PPU peut également reposer sur l’utilisation de réseaux de neurones. Bien qu’avantageuse, en particulier en termes de temps, elle demeure difficile à mettre en œuvre. En effet, l’utilisation d’un réseau de neurones peut être difficile à appréhender pour l’opérateur assurant la préparation de la mission ou pour l’opérateur du drone en mission, compte-tenu de la rigueur requise pour garantir l'admissibilité de la piste. En effet, les réseaux de neurones ont rarement une performance parfaite. Ils commettent des erreurs. Il est donc nécessaire pour un opérateur de comprendre ce qui a conduit le réseau à donner telle ou telle réponse. Or les réseaux de neurones sont connus pour être difficilement explicables.
L’invention vise à résoudre ces problèmes techniques.
L’invention a pour objet un procédé de détermination d’un plan de posé d’urgence pour un drone aérien, dans lequel : on applique un réseau de neurones principal à au moins une donnée cartographique, de sorte à déterminer au moins une zone candidate à une piste de posé d’urgence, pour chaque zone candidate à une piste de posé d’urgence, on détermine au moins un rectangle inscrit dans ladite zone candidate, une piste de posé d’urgence correspondant au rectangle présentant la plus grande surface, on formate chaque zone candidate à une piste de posé d’urgence et les zones intersectant ou adjacentes de chaque zone candidate à une piste de posé d’urgence par polygonisation, on détermine au moins une information complémentaire relative à une zone candidate à une piste de posé d’urgence, et on mémorise les données formatées accompagnées de la au moins une information complémentaire, on applique des règles prédéfinies par l’intermédiaire d’un moteur d’inférence sur les données formatées et des données complémentaires de chaque zone candidate à une piste de posé d’urgence, on déclare une zone candidate à une piste de posé d’urgence valide si lesdites règles sont vérifiées, ladite piste de posé d’urgence valide étant intégrée dans le plan de posé d’urgence.
On peut déterminer au moins une zone candidate par l’intermédiaire d’une détermination de boites englobantes, une boite englobante étant déterminée pour chaque zone candidate.
On peut déterminer au moins une zone candidate par l’intermédiaire d’une détermination d’une carte de segmentation.
On peut déterminer au moins une règle devant être respectée par chaque piste de posé d’urgence et/ou par une zone d’approche liée à une piste de posé d’urgence, ainsi qu’au moins un paramètre correspondant, on applique ensuite ladite au moins une règle devant être respectée par chaque piste de posé d’urgence et/ou par une zone d’approche liée à une piste de posé d’urgence par l’intermédiaire du moteur d’inférence, on déclare une zone candidate à une piste de posé d’urgence valide si ladite au moins une règle devant être respectée par chaque piste de posé d’urgence et/ou par une zone d’approche liée à une piste de posé d’urgence sont vérifiées.
On peut déclarer une zone candidate à une piste de posé d’urgence invalide si au moins une règle n’est pas vérifiée, et on mémorise les résultats des vérifications des règles pour une vérification inverse ultérieure.
Le réseau de neurones principal peut être de type convolutif, notamment Unet, ResNET, EfficientNet ou Transformer.
Lorsque les règles appliquées par le moteur d’inférence impliquent des zones voisines aux zones candidates à une piste de posé d’urgence, on peut déterminer des informations relatives à au moins une zone voisine d’une zone candidate à une piste de posé d’urgence à partir des données cartographiques.
Le drone aérien peut évoluer selon une zone de vol prédéterminée, les données cartographiques étant alors fonction de la zone de vol du drone.
Les données cartographiques peuvent comporter des données de type images aériennes ou satellitaires acquises préalablement au vol ou acquises par la caméra de bord du drone.
Les données cartographiques peuvent être déterminées par une caméra embarquée.
On peut appliquer aux images acquises par la caméra embarquée un réseau de neurones additionnel de type segmentation sémantique.
On peut réaliser l'apprentissage du réseau de neurones principal par l’intermédiaire du système expert en produisant une carte des zones candidates à une piste de posé d’urgence déterminées par le réseau de neurones principal, chaque zone candidate étant labellisée comme validée ou invalidée par le système expert, ladite carte étant transmise au réseau de neurones principal comme données d’entraînement, le réseau de neurones principal améliorant ainsi sa détermination des zones candidates à une piste de posé d’urgence de sorte qu’une plus grande partie des zones candidates à une piste de posé d’urgence soient ensuite considérées comme admissibles par le système expert.
- La piste de posé d’urgence doit présenter une longueur minimale, par exemple 800m (valeur qui est définie en fonction des caractéristiques de vol du drone),
- La piste de posé d’urgence doit présenter une largeur minimale, par exemple 100m (valeur qui est définie en fonction des caractéristiques de vol du drone),
- La piste de posé d’urgence ne doit pas avoir un polygone voisin comportant un point haut présentant une hauteur supérieure à un seuil, par exemple 10m à moins d’une distance prédéterminée (par exemple 100m) de son centre,
- la zone d'approche 1 (pour l'exemple) ne doit pas contenir de bâtiment de hauteur supérieure à 25m,
- la zone d'approche 2 ne doit pas contenir plus de 10 habitations (ou tout autre critère sur la densité de population),
- la zone d'approche 3 est interdite (par exemple centrale nucléaire), ...
Bien entendu, de telles règles ne sont nullement limitatives de sorte que l’on ne sort pas du cadre de l’invention lorsque la base contient d’autres types de règles.
La première base de faits contient les valeurs des paramètres appelés par les différentes règles et initialisés avant de lancer l’analyse complète de la zone d’intérêt, notamment de la zone de vol. Ces paramètres sont par exemple la longueur minimale d’une piste ou de la zone de vol. D’autres règles peuvent également être utilisées selon l’analyse d’une zone d’intérêt.
Par exemple, la deuxième base de faits accueille tout au long de la détermination les faits confirmés concernant les différentes zones à analyser (zones potentielles) avec les caractéristiques disponibles, les zones candidates à une piste de posé d’urgence validées comme admissibles et celles non admissibles.
Les caractéristiques disponibles contiennent les informations caractérisant la zone candidate en tant que piste de posé d’urgence, les caractéristiques de la piste de posé d’urgence, les caractéristiques des zones d'approche et les informations nécessaires à l'application des règles associées.
Le moteur d’inférence permet d’identifier automatiquement de nouveaux faits, par déduction logique, en appliquant les différentes règles au différents faits connus. Ces nouveaux faits sont ajoutés dans la seconde base de faits. L’ajout d’un nouveau fait dans la base est généralement désigné par le terme anglo-saxon « forward chaining / tracking ».
Le moteur d’inférence permet également de répondre à des questions posées par l’utilisateur portant par exemple sur l’admissibilité de la zone en tant que piste de posé d’urgence admissible, les motifs de non admissibilité, la longueur de la piste sur la zone. L’ajout de ces informations est généralement désigné par le terme anglo-saxon « backward chaining / tracking ». Cette capacité permet à l’opérateur de demander des explications sur la décision à propos d’une piste candidate. Elle supporte donc la capacité d’explicabilité de l’invention.
Le système de détermination de PPU comprend au moins un moyen de traitement configuré pour réaliser le procédé de détermination de PPU et associé à une mémoire. Dans un mode de réalisation particulier, il comprend des moyens de communication, permettant de consulter des bases de données cartographiques distantes ou de transmettre les PPU au drone. Dans un autre mode de réalisation, la base de données cartographiques est comprise dans une mémoire du système de détermination, voire embarquée dans le drone. Dans un autre mode de réalisation, le système de détermination d’un plan de posé d’urgence est embarqué dans le drone tel qu’illustré par la figure . Dans ce cas au moins, le drone comprend un moyen d’acquisition d’images MAI et un moyen de traitement MT.
Le moyen d’acquisition d’images MAI est configuré pour générer des images rastérisées d’au moins une vue de caméra depuis le drone.
Le moyen de traitement MT est configuré pour appliquer un procédé de type à réseau de neurones à des données cartographiques. Dans le cas d’un traitement à bord du drone, le moyen de traitement MT est configuré pour appliquer un procédé de type à réseau de neurones aux images issues de la caméra embarquée.
On comprendra que selon la provenance des données à traiter, les traitements appliqués diffèrent. Les données à traiter sont essentiellement, des images acquises par le moyen d’acquisition d’images (e.g. une caméra embarquée), des données cartographiques rastérisées (i.e. sous forme d’images formées par des pixels), ou des données cartographiques vectorisées (i.e. sous forme d’images formées par des vecteurs).
Chaque support 405, 406 est en outre avantageusement refermé à l’avant par un écran diffuseur respectif 407, 408 (représenté uniquement sur les figures 1 et 2) venu avantageusement de moulage d’une seule pièce à partir d’un polymère thermoplastique translucide tel qu’un polycarbonate (PC) ou un poly-méthacrylate de méthyle (PMMA), et fixé à ce support (par exemple par soudure laser ou par collage) le long des deux bords avant d’extrémité de ce support.
Comme on peut le remarquer sur la , chaque écran diffuseur 407, 408 est emboité par correspondance de forme dans une ouverture correspondante 501, 502 du masque 500 en saillant au devant de cette ouverture en direction de la glace de couverture.
Selon l’invention et tel qu’illustré par la , la portion de liaison 401B de chaque guide de lumière 401, 402 est au moins partiellement encapsulée (de préférence entièrement) dans une enveloppe opaque respective 409, 410.
Comme on peut le voir sur la en référence à l’enveloppe 409 encapsulant le guide de lumière inférieur 401, chaque enveloppe 409, 410 est constituée d’une demi-coque arrière 409A et d’une demi-coque avant 409B assemblées l’une à l’autre de sorte à définir un espace intérieur fermé épousant parfaitement la forme de la portion de liaison 401B, 402B du guide de lumière correspondant 401, 402.
Les deux demi-coques arrière 409A et avant 409B de chaque enveloppe 409, 410 sont chacune venues avantageusement de moulage dans un matériau thermoplastique opaque tel qu’un polypropylène avantageusement renforcé en fibres naturelles et/ou synthétiques (par exemple, un polypropylène chargé en talc tel que le PPTD40).
Les deux demi-coques arrière 409A et avant 409B formant chaque enveloppe 409, 410 sont assemblées l’une à l’autre par l’intermédiaire de plusieurs pattes de clipsage élastiquement déformables 411 ménagées sur l’une 409B de ces demi-coques et prévues pour coopérer par encliquetage avec des dents correspondantes 412 ménagées sur l’autre 409A de ces demi-coques.
Afin de s’assurer du parfait positionnement relatif des demi-coques arrière 409A et avant 409B d’une enveloppe 409, 410 avant leur assemblage, l’une 409B de ces demi-coques comporte avantageusement au moins une languette de centrage 413 insérée dans une fente respective 414 pratiquée dans une patte correspondante 415 ménagée sur l’autre 409A de ces demi-coques.
De manière à faciliter l’insertion des languettes de centrage 413 dans les fentes 414, chaque dite patte 415 comprend avantageusement une nervure de guidage 416 s’étendant depuis l’un des bords principaux de la fente correspondante 414.
Afin de faciliter encore l’assemblage des demi-coques arrière 409A et avant 409B formant chaque enveloppe 409, 410, l’une au moins de ces deux demi-coques est de préférence également pourvue d’un appendice de préhension 417 pour les doigts d’un opérateur devant réaliser cette opération.
Comme on peut le remarquer sur cette , les demi-coques 409A, 409B de chaque enveloppe 409, 410 comportent, au niveau de leur extrémité encapsulant l’extrémité d’entrée d’un guide correspondant 401, 402, des excroissances 418A, 418B emboitées l’une sur l’autre de sorte à définir un logement creux 418 enserrant une excroissance 419 de ce guide saillant radialement depuis son extrémité d’entrée.
Au niveau de leur extrémité encapsulant l’extrémité d’entrée d’un guide correspondant 401, 402, les enveloppes 409, 410 sont en outre chacune liée rigidement à la carte électronique 404 à l’aide d’une vis V traversant successivement deux excroissances 418B de ces enveloppes 409, 410 et étant vissée sur cette carte 404.
De manière à éviter les fuites de lumières au niveau au niveau de zone de raccordement entre chaque support 405, 406 et la demi-coque arrière 409A correspondante, ces deux éléments sont avantageusement venus de matière d’une seule pièce.
Par ailleurs et afin de limiter les fuites de lumières au niveau au niveau de zone de raccordement entre chaque support 405, 406 et la demi-coque avant 409B correspondante, cette dernière comporte, au niveau de son extrémité située au contact de ce support, une paroi de fermeture 420 plaquée contre la portion ouverte de l’extrémité correspondante du support comme illustré par la .
Toujours en référence à cette et afin de s’assurer d’une parfaite étanchéité lumineuse au niveau au niveau de zone de raccordement entre chaque support 405, 406 et la demi-coque avant 409B correspondante, chaque paroi de fermeture 420 présente avantageusement deux nervures de tuilage 420A s’insérant au moins partiellement dans deux décrochements 405A ménagés à l’extrémité correspondante du support respectivement au dessus et au dessous de la portion utile 401A du guide 401, 402 logé dans la portion concave de ce support.
Selon des variantes de réalisation non représentées, le module lumineux 400 peut comporter un nombre différent de guides de lumière (par exemple un seul ou bien plus de deux).
Ce ou ces guides de lumière peuvent présenter une forme tubulaire de section non circulaire et par exemple rectangulaire, carré, pentagonale ou encore hexagonale. Leur portion utile peut également présenter une ou plusieurs courbures.
L’invention a également pour objet un système de détermination d’un plan de posé d’urgence d’un drone aérien, le système comprenant des moyens de traitement, et au moins une mémoire comprenant une base de règles de détermination d’une piste de posé d’urgence, une première base de faits et une deuxième base de faits, les moyens de traitement étant configurés pour réaliser le procédé de détermination d’un plan de posé d’urgence tel que décrit ci-dessus.
Le système de détermination d’un plan de posé d’urgence peut comprendre des moyens de traitement, et au moins une mémoire comprenant une base de règles de détermination d’une piste de posé d’urgence, une première base de faits et une deuxième base de faits, le système de détermination comprenant également des moyens d’acquisition d’une image du sol, les moyens de traitement étant configurés pour réaliser le procédé de détermination d’un plan de posé d’urgence tel que décrit ci-dessus.
Un autre objet de l’invention est un aéronef muni d’un système de détermination d’un plan de posé d’urgence tel que décrit ci-dessus.
- la illustre la génération de boîtes englobantes par un réseau de neurones,
- la illustre les principaux éléments d’un système de détermination de PPU embarqué dans un drone,
- la illustre les principaux éléments d’un moyen de calcul configuré pour appliquer un moteur d’inférence,
- la illustre les principales étapes d’un procédé de détermination de plan de posé d’urgence selon un premier mode de réalisation,
- la illustre des données cartographiques formatées au voisinage d’une zone candidate à une piste de posé d’urgence, et
- la illustre les principales étapes d’un procédé de détermination de plan de posé d’urgence selon un deuxième mode de réalisation.
Description détaillée Pour garantir les propriétés de rapidité et de vérifiabilité, la présente invention utilise une approche d’intelligence artificielle IA combinant une approche d’apprentissage profond (« Deep Learning » en langue anglaise) et une approche par système expert afin de rechercher des PPU pour définir un plan de posé d’urgence associé à un plan de vol, voire des PPU en dehors d’un plan de vol prédéterminé. Cette recherche peut être mise en œuvre avant la mission ou lors du vol depuis une station au sol ou de manière embarquée.
Pour réaliser cela, on applique un réseau de neurones principal à des informations cartographiques afin de déterminer des zones candidates à une PPU. Un système expert est mis en œuvre afin de confirmer ou infirmer les zones candidates à une PPU, en manipulant une base de règles de décision.
Le réseau de neurones principal est de préférence de type convolutif. Il peut par exemple présenter une architecture de type U-Net, ResNET, EfficientNet ou Transformer.
Plusieurs types de données cartographiques d’entrée peuvent être utilisées pour réaliser cette première détermination par réseau de neurones. Cela peut être, de façon non exhaustive, une des informations suivantes :
- Une image aérienne ou satellitaire de la zone,
- Carte d’occupation des sols,
La montre le cadre 30 et le cavalier 78 qui sont utilisés pour fixer la grille 26 de la . Le cadre 30 a en section une forme générale en L et comprend un rebord cylindrique 30a qui s’étend autour des crochets 70. Les crochets 70 prennent appui radialement vers l’extérieur sur ce rebord 30a par l’intermédiaire de leurs surfaces d’appui 74. Le rebord cylindrique 30a comprend un premier ergot 30c qui est engagé dans l’ouverture supérieure 72a de chacun des crochets 70.
La montre en outre un cavalier 78 qui est monté sur les crochets 70 de la grille 26.
Chaque cavalier 78 est configuré pour être monté sous un crochet 70 de la grille 26 et a une forme générale en U dans l’exemple représenté.
Chaque cavalier 78 est appliqué radialement contre la surface inférieure 74’ du crochet 70 opposée au rebord 30a du cadre 30, ainsi que sur un bord 30b de ce cadre 30 opposé à ce rebord 30a.
Chaque cavalier 78 peut comporter un premier rebord 78a configuré pour être engagé dans l’ouverture 72b du crochet 70. Le bord 30b du cadre 30, opposé au rebord 30a, peut être intercalé entre les crochets 70 et un second rebord 78b de chaque cavalier 78.
Chaque cavalier 78 peut comporter un orifice de passage ou de vissage d’une vis 80.
Les vis 80 s’étendent perpendiculairement à la surface P et traversent d’une part des orifices du rebord 30a du cadre 30, et d’autre part les orifices des cavaliers 78. Chacune de ces vis 80 peut se loger dans des espaces transversaux 81 entre des crochets 70.
Chacune des vis 80 comprend une tête 80a appliquée contre le rebord 30a du cadre 30, et une extrémité libre qui peut être directement vissée dans l’orifice du cavalier 78 correspondant dans la mesure où cet orifice est taraudé. En variante, un écrou 80b peut être vissé sur cette extrémité libre et prendre appui sur le cavalier 78.
On comprend ainsi que, dans cette variante de réalisation, chaque crochet 70 a deux ouvertures 72a, 72b et deux surfaces d’appui, respectivement supérieure 74 et inférieure 74’.
Les figures 20a à 20c montrent des variantes de réalisation du cadre 16, 30 et du ou des cavaliers 78.
Dans le cas de la figure 20a, le ou chaque cavalier 78 a une forme générale en U similaire à celle des figures 14 et 19 et est solidaire d’au moins une tige filetée 86 qui s’étend perpendiculairement à la surface P. Cette tige 86 est destinée à traverser l’orifice du rebord cylindrique 30a du cadre 30 et son extrémité libre est destinée à recevoir un écrou 88. Avantageusement, cet écrou 88 est monté de manière imperdable sur le cadre 30.
Le cas de figure 20b correspond au mode de réalisation des figures 14 et 19, l’extrémité libre de la vis 80 étant vissée directement dans un écrou.
Le cas de figure 20c correspond au mode de réalisation des figures 14 et 19, l’extrémité libre de la vis 80 étant vissée directement dans un orifice taraudé du cavalier 78.
Dans les modes de réalisation des figures 11 à 20c, les trous taraudés peuvent être obtenus par usinage, moulage ou co-moulage. En variante, ils pourraient être obtenus par des inserts qui seraient logés et maintenus dans des orifices par collage, vissage, montage en force, ou frettage par exemple.
Les modes de réalisation des figures 11 à 20c ont notamment pour avantage de ne pas modifier le fonctionnement mécanique de la fixation de la grille au cadre. Ce cadre reprend l’essentiel des efforts, en radial vers l’extérieur car la grille est plaquée radialement contre le cadre par les efforts aérodynamiques. Les vis sont principalement là pour maintenir la grille en position. La réduction de la longueur de la grille permet d’augmenter l’inertie radiale du cadre ce qui peut être favorable à la non déformation des grilles.
Les figures 21 à 23 illustrent une autre variante de réalisation dans laquelle l’un des profilés de fixation 36, 38, par exemple le profilé avant 36, comprend au moins deux chapes d’articulation 90 s’étendant longitudinalement à partir de longerons 32 et qui comprennent chacune un orifice 92. Les orifices 92 des chapes 90 étant alignés ou rotulés et définissent des points de pivotement de la grille 26. Dans une configuration, les chapes 90 peuvent être parallèles entre elles, ce qui peut favoriser la rotation autour d’un même axe A.
illustre l’agencement général d’une plateforme 1 pour l’accueil d’un dirigeable 2.
La plateforme 1 comporte un mât d’amarrage 3 présentant une lumière 4 et un agencement de balisage lumineux 5 convenant au guidage du dirigeable de conformation circulaire, dite zone sécurisée, centrée sur le mât d’amarrage.
L’agencement de balisage lumineux 5 comporte : une première zone 6, dite zone d’envol, aussi désignée par le terme ATOL (pour l’anglais Area for Take Off and Landing ) de conformation circulaire, délimitée par une pluralité de lumières 7 ( ), dites lumières de guidage, disposées sur un cercle centré sur le mât d’amarrage 3, et de rayon prédéterminé 8. une deuxième zone 9, dite zone de sécurité, aussi désignée par le terme anglais Clearway, de conformation annulaire, centrée sur le mât d’amarrage, délimitée par ladite pluralité de lumières de guidage et une pluralité de lumières 10, dites lumières périmétriques, disposées sur un cercle centré sur le mât d’amarrage, la couronne présentant une distance radiale prédéterminée 11.
La particularité d’un dirigeable est la nécessité de décoller et d’atterrir toujours face au vent, ce qui est offert par l’aire circulaire de l’agencement proposé. L’aire d’envol est la zone destinée à recevoir le dirigeable en fin d’atterrissage ou avant le décollage. La zone de sécurité est une zone sans obstacle autour de l’air d’envol, pour garantir des marges supplémentaires.
Le balisage proposé permet donc d’identifier la zone d’envol ainsi que la zone de sécurité. Le procédé de guidage comporte une étape de pilotage des lumières de guidage et de la pluralité de lumières.