FR2817631A1 - Remote control for aerial reconnaissance drone has section mounted in drone with computer and mobile telephone connection - Google Patents
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Abstract
Description
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SYSTEME DE TELECOMMANDE D'UN VEHICULE SANS PILOTE
DESCRIPTION Domaine technique
La présente invention concerne un système de télécommande d'un véhicule sans pilote, ou drone, qu'il soit aérien, naval, sous-marin ou terrestre. REMOTE CONTROL SYSTEM FOR A VEHICLE WITHOUT PILOT
DESCRIPTION Technical field
The present invention relates to a remote control system of a unmanned vehicle, or drone, whether air, naval, submarine or land.
Etat de la technique antérieure
Les véhicules sans pilotes développés depuis quelques années, désignent des aéronefs ou des navires exploités généralement dans le cadre d'opérations militaires. Ces véhicules sont gérés par des liaisons de données point à point, de portée limitée, qui requièrent une architecture de communication sophistiquée et des équipements spécifiques, tant à bord du véhicule que dans une station centrale de contrôle de celui-ci. State of the art
The unmanned vehicles developed in recent years, designate aircraft or ships generally operated in the context of military operations. These vehicles are managed by point-to-point, limited-scope data links, which require a sophisticated communication architecture and specific equipment, both on board the vehicle and at a central control station of the vehicle.
Comme illustré sur la figure 1, un système de télécommande d'un véhicule sans pilote de l'art connu comprend classiquement : - un segment embarqué 10 comportant un calculateur embarqué 11 relié d'une part à des interfaces d'équipements 12 et d'autre part, à un interface de communication 13 relié lui-même à une antenne 14 à travers un émetteur- récepteur 15, - un segment terrestre 20 comportant un calculateur central 21 relié d'une part à des As illustrated in FIG. 1, a remote control system for an unmanned vehicle of the prior art conventionally comprises: an onboard segment comprising an on-board computer 11 connected on the one hand to equipment interfaces 12 and on the other hand, to a communication interface 13 itself connected to an antenna 14 through a transceiver 15, - a terrestrial segment 20 comprising a central computer 21 connected on the one hand to
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consoles dédiées 22 et d'autre part à un interface de communication 23 relié lui-même à une antenne 24 au travers d'un émetteur- récepteur 25, reliés entre eux par une liaison de données 26. dedicated consoles 22 and secondly to a communication interface 23 connected itself to an antenna 24 through a transceiver 25, interconnected by a data link 26.
Un document de l'art connu, référencé [1] en fin de description, décrit un système de contrôle d'un aéronef téléguidé. Ce système comprend, d'une part, une infrastructure au sol dotée de moyens de calcul, de moyens d'acquisition de données et de moyens de transmission radio, et d'autre part, un dispositif embarqué doté de moyens analogues et de capteurs de paramètres de comportement de l'aéronef. A document of known art, referenced [1] at the end of the description, describes a control system of a remotely controlled aircraft. This system comprises, on the one hand, a ground infrastructure provided with calculation means, data acquisition means and radio transmission means, and on the other hand, an on-board device equipped with analogous means and radio sensors. behavior parameters of the aircraft.
L'infrastructure au sol et le dispositif embarqué sont adaptés pour échanger des données en vue d'assurer la stabilisation et le pilotage de l'aéronef, et de réaliser des commandes spécifiques fonction de l'application. The ground infrastructure and the onboard device are suitable for exchanging data in order to stabilize and control the aircraft, and to perform specific commands depending on the application.
Les équipements dédiés, les moyens requis et les technologies de communication actuellement utilisés dans le domaine des véhicules sans pilote, impliquent des investissements et des coûts de fonctionnement et de maintenance élevés, qui rendent le concept d'un tel véhicule sans pilote télécommandé à distance, difficilement applicable au secteur civil. The dedicated equipment, the required means and the communication technologies currently used in the field of unmanned vehicles, involve investments and high operating and maintenance costs, which make the concept of such a remote-controlled unmanned vehicle remote, difficult to apply to the civilian sector.
Le système de la présente invention a pour objectif de permettre la télécommande d'un véhicule sans pilote en assurant une liaison sécurisée entre celui-ci et un ou plusieurs opérateurs, positionnés en tout point du globe sans limitation de distance, afin d'assurer, en temps réel, le pilotage, le contrôle et The aim of the system of the present invention is to enable the remote control of an unmanned vehicle by providing a secure link between it and one or more operators, positioned anywhere in the world without distance limitation, in order to ensure, in real time, steering, control and
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la gestion des commandes des équipements de ce véhicule, comprenant l'échange, la visualisation et l'enregistrement de données et d'images. the management of the controls of the equipment of this vehicle, including the exchange, the visualization and the recording of data and images.
Exposé de l'invention
La présente invention concerne un système de télécommande d'un véhicule sans pilote comprenant : - un segment embarqué, - un segment terrestre, et - une liaison de télécommande entre ces deux segments, caractérisé en ce que cette liaison de télécommande est réalisée au travers d'un réseau international de télécommunication.
The present invention relates to a remote control system of an unmanned vehicle comprising: - an onboard segment, - a terrestrial segment, and - a remote control link between these two segments, characterized in that this remote control link is made through an international telecommunication network.
Avantageusement, le segment embarqué comporte : un calculateur de contrôle et de commande qui est relié à : - un équipement de téléphonie mobile relié au réseau au travers d'une liaison aérienne, - des interfaces d'équipement reliés aux équipements de bord.
Avantageusement, ce calculateur comprend : - des moyens de mise sous un format compatible avec le réseau de toutes les données nécessaires au pilotage et au contrôle du véhicule et de ses équipements embarqués, - des moyens de gestion des messages réseau, qui génèrent automatiquement l'envoi de données vers l'adresse d'un opérateur, et répercutent les messages de consignes reçus du même opérateur, Advantageously, the embedded segment comprises: a control and control computer which is connected to: - mobile telephone equipment connected to the network through an overhead link, - equipment interfaces connected to the on-board equipment.
Advantageously, this calculator comprises: means for placing in a format compatible with the network all the data necessary for controlling and controlling the vehicle and its on-board equipment; means for managing the network messages, which automatically generate the data; sending data to the address of an operator, and echo the messages of instructions received from the same operator,
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- des moyens d'interface avec les équipements de bord, - des moyens de pilotage du véhicule et de ses équipements. means for interfacing with the on-board equipment; means for controlling the vehicle and its equipment.
Avantageusement, le segment terrestre comprend au moins un ordinateur connecté au réseau à la disposition d'un opérateur. Advantageously, the terrestrial segment comprises at least one computer connected to the network at the disposal of an operator.
Cet ordinateur comprend : - des moyens de gestion des messages réseau qui génèrent automatiquement l'envoi de consignes de pilotage vers l'adresse réseau du véhicule et répercutent les données reçues vers des moyens d'interface homme-machine, - ces moyens d'interface homme-machine générant sur l'écran et le clavier dudit ordinateur un tableau de bord virtuel de celui-ci et permettant à un opérateur d'assurer le pilotage du véhicule, - des moyens de cartographie permettant un suivi de la position du véhicule,
- des moyens de gestion et d'enregistrement des données envoyées par le véhicule, - des moyens de sécurisation de l'accès aux moyens précédents. This computer comprises: means for managing the network messages which automatically generate the sending of control instructions to the network address of the vehicle and transmit the received data to man-machine interface means, these interface means human-machine generating on the screen and the keyboard of said computer a virtual dashboard thereof and allowing an operator to control the vehicle, - mapping means for monitoring the position of the vehicle,
means for managing and recording the data sent by the vehicle, means for securing access to the preceding means.
Dans un mode de réalisation avantageux, le réseau de télécommunication comprend le réseau Internet. Il peut comprendre au moins un satellite. Le véhicule peut être un drone naval. In an advantageous embodiment, the telecommunication network comprises the Internet network. It can include at least one satellite. The vehicle can be a naval drone.
Les équipements de bord d'un tel drone naval peuvent être des équipements de : - énergie-propulsion, The onboard equipment of such a naval drone can be equipment of: - energy-propulsion,
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- timonerie, - communications, ce drone naval peut être : - un drone hauturier conçu pour opérer seul loin de sa base par tous les temps, ou - un drone naval conçu pour effectuer des missions à proximité d'un navire"mère", qui peut le transporter, ou - un drone naval militaire conçu pour le déminage. - wheelhouse, - communications, this naval drone can be: - an offshore drone designed to operate alone far from its base in all weathers, or - a naval drone designed to perform missions near a "mother" ship, which can carry it, or - a military naval drone designed for mine clearance.
L'architecture du système de l'invention est donc caractérisée par : - L'absence de toute infrastructure"sol" spécifique, les interfaces de pilotage et de contrôle étant accessibles à partir de tout terminal du réseau, où qu'il se situe dans le monde. The architecture of the system of the invention is therefore characterized by: the absence of any specific "ground" infrastructure, the control and control interfaces being accessible from any terminal of the network, wherever it is located in the world.
- L'utilisation d'un réseau de télécommunications comme moyen de transmission entre le véhicule et l'opérateur chargé de son pilotage et de son contrôle. - The use of a telecommunications network as a means of transmission between the vehicle and the operator in charge of controlling and controlling it.
- L'utilisation d'un calculateur embarqué à bord du véhicule pour la gestion de toutes les données nécessaires au pilotage et au contrôle du véhicule et de ses équipements embarqués, y compris les données relatives à la navigation et au contrôle anti-collision. - The use of an on-board computer for the management of all the data necessary for the control and control of the vehicle and its on-board equipment, including data relating to navigation and collision control.
L'utilisation d'un réseau de télécommunications, tel que le réseau Internet, comme vecteur de liaison apporte de nombreux avantages : The use of a telecommunications network, such as the Internet, as a link vector provides many advantages:
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- Il est possible de piloter le véhicule à partir de n'importe quel ordinateur connecté au réseau, quel que soit l'endroit où il se situe dans le monde, à terre ou sur mer. - It is possible to drive the vehicle from any computer connected to the network, wherever it is in the world, on land or sea.
- Il n'est pas nécessaire d'avoir recours à un équipement spécifique de contrôle (console dédiée) comme dans les systèmes de l'art connu. Toute infrastructure hors véhicule peut donc être supprimée, d'où une économie d'investissement et une grande simplification pour le déploiement du système. - It is not necessary to use a specific control equipment (dedicated console) as in systems of the prior art. Any non-vehicle infrastructure can be removed, resulting in an economy of investment and a great simplification for the deployment of the system.
- L'accès au réseau géré par le système de l'invention est beaucoup moins cher que l'entretien d'un équipage à bord du véhicule. Access to the network managed by the system of the invention is much cheaper than the maintenance of a crew on board the vehicle.
- L'organisation du pilotage est flexible. Elle peut être partagée entre plusieurs opérateurs qui ne sont pas nécessairement situés au même endroit. Il est possible, notamment, d'organiser une permanence du pilotage avec un système de quarts entre des opérateurs situés dans différents fuseaux horaires. - The organization of the piloting is flexible. It can be shared between several operators who are not necessarily located in the same place. It is possible, in particular, to organize piloting with a system of shifts between operators located in different time zones.
- Le nombre de véhicules contrôlés à partir d'un même ordinateur n'est pas limité. - The number of vehicles controlled from the same computer is not limited.
- La transmission, via le réseau, des données de sortie de la mission aux destinataires finaux est instantanée. - The transmission of the mission output data via the network to the final recipients is instantaneous.
- Il est possible de transmettre des données à un utilisateur non muni d'un ordinateur mais connecté au réseau par un terminal portable de manière à réaliser, par exemple le contrôle de la position instantanée du véhicule pour un rendez-vous avec un navire. - It is possible to transmit data to a user without a computer but connected to the network by a portable terminal so as to achieve, for example the control of the instantaneous position of the vehicle for an appointment with a ship.
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Brève description des dessins - la figure 1 illustre l'architecture d'un système de télécommande d'un véhicule sans pilote de l'art connu, - la figure 2 illustre l'architecture du système de télécommande d'un véhicule sans pilote selon l'invention, - la figure 3 illustre l'architecture du système de télécommande de véhicule sans pilote selon l'invention dans le cas de plusieurs opérateurs, - la figure 4 illustre un mode avantageux de réalisation du système de l'invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 illustrates the architecture of a remote control system of a known unmanned vehicle, FIG. 2 illustrates the architecture of the remote control system of an unmanned vehicle according to FIG. FIG. 3 illustrates the architecture of the unmanned vehicle remote control system according to the invention in the case of several operators; FIG. 4 illustrates an advantageous embodiment of the system of the invention.
Exposé détaillé de modes de réalisation particuliers
Comme illustré sur la figure 2, le système de télécommande d'un véhicule sans pilote, ou drone, selon l'invention, comprend : - un segment embarqué 30 à bord du véhicule, - un segment terrestre 31, et - une liaison de télécommande entre ces deux segments réalisée au travers d'un réseau de télécommunication international 32, par exemple du type Internet, tel que défini dans le document référencé [2]. Detailed presentation of particular embodiments
As illustrated in FIG. 2, the remote control system of an unmanned vehicle, or drone, according to the invention comprises: an onboard segment 30 on board the vehicle, a terrestrial segment 31, and a remote control connection between these two segments carried out through an international telecommunication network 32, for example of the Internet type, as defined in the document referenced [2].
Ce segment embarqué 30 comprend : un calculateur de contrôle et de commande 34, par exemple de type PC, sur lequel sont installés :
- un logiciel de mise sous un format compatible avec le réseau de toutes les données nécessaires au This embedded segment 30 comprises: a control and control computer 34, for example of the PC type, on which are installed:
- a software for setting in a format compatible with the network of all the data necessary for the
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pilotage et au contrôle du véhicule et de ses équipements embarqués, y compris les données relatives à la navigation et au contrôle anti-collision : par exemple son cap, sa vitesse, sa position, son image radar, ses images vidéo,
... 1 - un logiciel de gestion des messages réseau, qui génère automatiquement l'envoi des données vers l'adresse réseau d'un opérateur désigné (le pilote) et répercute les messages de consignes reçus du même opérateur, - des logiciels d'interface avec les équipements de bord du véhicule, - un logiciel de pilotage du véhicule et de ses équipements, assurant la poursuite automatique de la mission et la sauvegarde du véhicule en cas de rupture de la liaison réseau, et qui est relié à : * un équipement de téléphonie mobile 35 muni d'une antenne 36 (avec éventuellement une capacité satellite) compatible avec le transfert de données sur le réseau 32 et servant de terminal de liaison ; cet équipement étant relié au réseau au moyen d'une liaison aérienne 37, * des interfaces équipement 38 reliés aux équipements de bord 39. control and control of the vehicle and its on-board equipment, including data relating to navigation and collision control: for example its heading, speed, position, radar image, video images,
... 1 - a network message management software, which automatically generates the sending of data to the network address of a designated operator (the driver) and echoes the instructions messages received from the same operator, interface with the on-board equipment of the vehicle, - software for controlling the vehicle and its equipment, ensuring the automatic continuation of the mission and the safeguarding of the vehicle in the event of a break in the network link, and which is connected to: * mobile telephony equipment 35 provided with an antenna 36 (possibly with a satellite capacity) compatible with the transfer of data on the network 32 and serving as a link terminal; this equipment being connected to the network by means of an overhead link 37, * equipment interfaces 38 connected to the on-board equipment 39.
Le calculateur 34 permet d'effectuer les opérations suivantes : - Numérisation, sous un format compatible avec le réseau 32, de toutes les données transmises par le véhicule et venant des senseurs (caméras, radar,...), The computer 34 makes it possible to perform the following operations: - Scanning, in a format compatible with the network 32, all the data transmitted by the vehicle and coming from the sensors (cameras, radar, etc.),
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des instruments de navigation (loch, compas, GPS,...), et des capteurs de mesure des paramètres de fonctionnement des équipements du véhicule (moteurs, usine électrique,...). navigation instruments (log, compass, GPS, ...), and sensors for measuring the operating parameters of the vehicle equipment (motors, electrical plant, etc.).
- Echantillonnage de ces données par sélection des données les plus pertinentes pour le pilotage, avec par exemple une élimination des écarts de mesure, une suppression des images inexploitables,... le taux d'échantillonnage étant adaptable en fonction des besoins du pilotage. - Sampling of this data by selecting the most relevant data for the piloting, with for example an elimination of the differences of measurement, a suppression of the unusable images, ... the sampling rate being adaptable according to the needs of the piloting.
- Mise à jour périodique des consignes de pilotage reçues par messages au format réseau, émis automatiquement par le terminal de l'opérateur, suivant une périodicité adaptée en fonction des besoins du pilotage. - Periodic updating of the control instructions received by network format messages, automatically transmitted by the operator terminal, according to a frequency adapted according to the needs of the piloting.
- Pilotage automatique de toutes les fonctions du véhicule par le calculateur embarqué 34 entre deux envois d'un message de consignes de pilotage, et déclenchement d'actions de sauvegarde en cas d'interruption de la liaison (absence de message d'ordre pendant un délai déterminé). - Automatic control of all the functions of the vehicle by the onboard computer 34 between two shipments of a command set message, and triggering of backup actions in case of interruption of the link (absence of a command message during a fixed period).
Le segment terrestre 31 comprend : * un ou plusieurs ordinateurs 40, par exemple de type PC, connectés au réseau via une liaison 41 et qui ne sont pas dédiés au système, sur lesquels sont installés : - un logiciel de gestion des messages réseau, qui génère automatiquement l'envoi des consignes de pilotage vers l'adresse réseau du véhicule et The terrestrial segment 31 comprises: * one or more computers 40, for example of the PC type, connected to the network via a link 41 and which are not dedicated to the system, on which are installed: - a network message management software, which automatically generates the sending of the control instructions to the network address of the vehicle and
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répercute les données reçues vers un logiciel d'interface homme-machine, - ce logiciel d'interface homme-machine générant sur l'écran et le clavier de l'ordinateur 40, sur lequel il est installé, un tableau de bord virtuel 42 du véhicule, et permettant à chaque opérateur d'assurer le pilotage du véhicule, - un logiciel de cartographie permettant un suivi de la position du véhicule sur un support, suivant par exemple la norme ECDIS, - un logiciel de gestion et d'enregistrement des données envoyées par le véhicule, - un logiciel de sécurisation de l'accès aux logiciels précités. transmits the received data to a human-machine interface software, - this human-machine interface software generating on the screen and the keyboard of the computer 40, on which it is installed, a virtual dashboard 42 of the vehicle, and allowing each operator to control the vehicle, - mapping software for monitoring the position of the vehicle on a support, for example according to the ECDIS standard, - data management and recording software sent by the vehicle, - software for securing access to the aforementioned software.
Le système de l'invention fonctionne de la façon suivante :
- L'interface homme-machine 42, via la connexion réseau 41, constitue le"poste de pilotage"du véhicule. Il est accessible à un ou plusieurs opérateurs qui se connectent via une procédure sécurisée. Dans le cas de plusieurs opérateurs, comme illustré sur la figure 3, ceux-ci prennent le contrôle du véhicule, suivant un tour déterminé (quart) au moyen de leurs ordinateurs 40,40'et 40". Si nécessaire, des opérateurs supplémentaires peuvent assurer l'exploitation des données des senseurs, par exemple un sonar, portés par le véhicule. The system of the invention operates as follows:
The human-machine interface 42, via the network connection 41, constitutes the "cockpit" of the vehicle. It is accessible to one or more operators who connect via a secure procedure. In the case of several operators, as shown in Figure 3, they take control of the vehicle, following a certain turn (quarter) with their computers 40,40 'and 40 ". to ensure the exploitation of the sensor data, for example a sonar, carried by the vehicle.
- Le calculateur embarqué 34 génère automatiquement et périodiquement un état complet des paramètres du véhicule et de ses senseurs. Ceci se manifeste sur The on-board computer 34 automatically and periodically generates a complete state of the parameters of the vehicle and its sensors. This is manifested on
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l'ordinateur 40 par une mise à jour automatique périodique du"tableau de bord". the computer 40 by a periodic automatic update of the "dashboard".
- L'ordinateur 40 envoie automatiquement avec la même périodicité un état des consignes en cours. Une commande, par exemple un changement du cap ordonné au pilote automatique, se manifeste donc par un changement de consigne. The computer 40 automatically sends with the same periodicity a state of the current instructions. A command, for example a change of the heading ordered to the autopilot, is therefore manifested by a setpoint change.
- La gestion d'ensemble de la mission du véhicule et l'enregistrement des données sont effectués à partir de l'ordinateur 40. Si la densité des données à transmettre par le véhicule le justifie, en réalisant par exemple un sondage multifaisceaux, ces données peuvent être transmises directement à un autre opérateur désigné. - The overall management of the mission of the vehicle and the recording of the data are made from the computer 40. If the density of the data to be transmitted by the vehicle justifies it, for example by performing a multibeam survey, these data may be transmitted directly to another designated operator.
Dans un mode de réalisation avantageux, le système de l'invention permet de télécommander à très grande distance un navire sans pilote 50 télé-opéré par radio, ou drone naval, en utilisant le réseau Internet 51 et au moins un satellite de télécommunications 52, comme illustré sur la figure 4. In an advantageous embodiment, the system of the invention makes it possible to remotely remote control an unmanned ship 50 remotely operated by radio, or naval drone, using the Internet network 51 and at least one telecommunications satellite 52, as shown in Figure 4.
Depuis les années 1970, plusieurs projets de drones navals ont vu le jour, essentiellement dans le domaine de la lutte contre les mines sous-marines (dragage et chasse aux mines). Les technologies utilisées (véhicules semi-submersibles, furtivité,...) conduisent à des solutions trop sophistiquées pour être utilisées dans des applications civiles, et restent réservées à des domaines particuliers principalement en raison du coût des équipements spécifiques nécessaires Since the 1970s, several projects of naval drones have emerged, mainly in the field of the fight against underwater mines (dredging and mining). The technologies used (semi-submersible vehicles, stealth, ...) lead to solutions that are too sophisticated to be used in civil applications, and remain reserved for particular domains mainly because of the cost of the specific equipment needed.
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(liaisons de données propriétaires point-à-point, consoles dédiées) et de leur portée limitée. (proprietary point-to-point data links, dedicated consoles) and their limited scope.
Le système de l'invention permet d'utiliser la puissance du réseau Internet, disponible et accessible au large grâce aux réseaux de satellites de communication. Le réseau Internet, en effet, offre aujourd'hui un support permanent et omniprésent sur tout le globe, et le flux de données qu'il transporte est aujourd'hui largement suffisant pour contenir les données échangées avec un drone naval. The system of the invention makes it possible to use the power of the Internet network, which is available and accessible offshore by means of communication satellite networks. The Internet, indeed, today offers a permanent and ubiquitous support around the globe, and the flow of data it carries is now largely sufficient to contain the data exchanged with a naval drone.
Dans ce mode de réalisation, le principe de fonctionnement est le suivant : - Le segment terrestre du système de l'invention constitue le"poste de pilotage"du drone. In this embodiment, the operating principle is as follows: The terrestrial segment of the system of the invention constitutes the "cockpit" of the drone.
- Un site Internet, dédié au contrôle des drones,
administré automatiquement, est accessible à un ou plusieurs opérateurs qui se connectent via une procédure sécurisée. Ces opérateurs sont les pilotes qui prennent le contrôle du drone suivant un tour déterminé (quart). - A website dedicated to the control of drones,
administered automatically, is accessible to one or more operators who connect via a secure procedure. These operators are the pilots who take control of the drone following a certain turn (quarter).
- La gestion d'ensemble de la mission, l'enregistrement des données et l'organisation du "quart"sont effectués à partir d'un ordinateur superviseur. - The overall management of the mission, the recording of data and the organization of the "quarter" are made from a computer supervisor.
- La périodicité d'échange des informations entre le véhicule et l'opérateur est à déterminer suivant la mission et les circonstances, et en fonction du réseau de satellites utilisé. Le tableau 1, situé en fin de description, donne des exemples de paramétrage. - The periodicity of the exchange of information between the vehicle and the operator is to be determined according to the mission and the circumstances, and according to the satellite network used. Table 1, located at the end of the description, gives examples of parameters.
Les équipements de bord d'un tel drone naval peuvent alors être les suivants : The equipment on board such a naval drone can then be the following:
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* Energie-propulsion (moteurs, groupe électrogène, batterie, soutes à carburant), * Timonerie (pilote automatique, caméra fixe, caméra orientable, radar, détecteur de radars, anémomètre, girouette, thermomètres, loch, capteurs d'attitude, feux, projecteur), * Communications (VHF, gonio, microphone, HP, sirène).
* Energy-propulsion (engines, generator, battery, fuel tanks), * Wheelhouse (autopilot, fixed camera, directional camera, radar, radar detector, anemometer, wind vane, thermometers, log, attitude sensors, lights, projector), * Communications (VHF, gonio, microphone, HP, siren).
Le développement d'une telle capacité de télé-opération, grâce à l'évolution des technologies dans le domaine des télécommunications, peut intéresser toute activité maritime où l'intervention humaine implique des risques et/ou des coûts importants : - Risques liés à la nature de l'activité : actions de police vis-à-vis d'individus dangereux (pirates, trafiquants, terroristes), recherche et sauvetage par gros temps, lutte contre les incendies, opérations militaires telles que le déminage, etc. The development of such a tele-operation capacity, thanks to the evolution of technologies in the telecommunications field, may be of interest for any maritime activity where human intervention involves significant risks and / or costs: - Risks related to the nature of the activity: police actions against dangerous individuals (pirates, traffickers, terrorists), search and rescue in heavy weather, fire fighting, military operations such as mine clearance, etc.
- Coûts importants d'un équipage pour des actions qui en pratique ne requièrent pas une présence humaine mais nécessitent une permanence à la mer : enregistrement de mesures (hydrographiques ou océanographiques), déploiement et support d'un engin sous-marin pour des tâches industrielles (surveillance de la pose de pipelines, inspection de câbles, etc.). - Major crew costs for actions which in practice do not require a human presence but require permanence at sea: recording of measurements (hydrographic or oceanographic), deployment and support of an underwater vehicle for industrial tasks (monitoring of pipeline laying, cable inspection, etc.).
Dans ce mode de réalisation d'un drone marin, trois variantes sont notamment possibles : un drone hauturier conçu pour opérer seul loin de sa base par tous les temps. In this embodiment of a marine drone, three variants are possible: an offshore drone designed to operate alone far from its base in all weathers.
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La conception d'un tel drone naval, ayant une configuration éprouvée pour ses qualités de manoeuvre et de tenue à la mer, permet d'écarter d'emblée toute nécessité d'un pilotage manuel (comme c'est le cas dans certains drones existants pour les phases de sortie de port ou de mise en marche des équipements embarqués), autorisant ainsi une optimisation des dimensions : à mission et conditions d'emploi égales, ce drone naval a un déplacement beaucoup plus faible qu'un navire habité. L'absence humaine dans des conditions de mer extrêmes implique de donner à ce drone naval, par ses formes, une capacité d'auto-redressement en cas de chavirage. Ce drone naval a la capacité d'emporter, suivant son emploi, des équipements susceptibles d'être télé-opérés sans risques : - Senseurs de surface (vidéo, radar, détecteur de radars, rayonnement infra-rouge, etc.), - Senseurs sous-marins (sondeurs, sonars, capteurs de mesure, etc. ) fixés sous la coque ou déployés en profondeur par un système de treuil automatique. The design of such a naval drone, having a proven configuration for its maneuverability and sea-keeping qualities, makes it possible to rule out any need for manual steering (as is the case in some existing drones). for the phases of exit of port or start-up of the onboard equipment), thus allowing an optimization of the dimensions: with mission and conditions of employment equal, this naval drone has a displacement much smaller than an inhabited ship. The human absence in extreme sea conditions implies to give this naval drone, by its forms, a self-recovery capacity in case of capsize. This naval drone has the capacity to carry, according to its use, equipment likely to be tele-operated without risks: - Surface sensors (video, radar, detector of radars, infra-red radiation, etc.), - Sensors submarines (depth sounders, sonars, measurement sensors, etc.) fixed under the hull or deployed deep by an automatic winch system.
- Interfaces avec des engins sous-marins type ROV ("remotely operated vehicle") ou AUV ("autonomous underwater vehicle"). Dans le cas des AUV, cette capacité est de nature à élargir considérablement leur domaine d'emploi. a Un drone naval conçu pour effectuer des missions à proximité d'un navire"mère"qui peut le transporter. - Interfaces with underwater vehicles such as ROV ("remotely operated vehicle") or AUV ("autonomous underwater vehicle"). In the case of AUVs, this capability is likely to significantly expand their area of employment. a A naval drone designed to perform missions near a "mother" ship that can carry it.
La configuration d'un tel drone est une embarcation de type semi-rigide professionnel, avec l'équipement standard d'une annexe de navire The configuration of such a drone is a professional semi-rigid type craft, with the standard equipment of a vessel appendix
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océanographique ou hydrographique. L'équipement de conduite est choisi en fonction de sa compatibilité avec le système de l'invention. e Un drone naval militaire conçu pour le déminage. oceanographic or hydrographic. The driving equipment is chosen according to its compatibility with the system of the invention. e A naval military drone designed for mine clearance.
Les applications d'un tel mode de réalisation d'un drone naval sont nombreuses : - Activités étatiques et organisationnelles e Police
Les administrations déployant de nombreuses unités légères (gardes-côtes, affaire maritimes, douanes, gendarmerie, police, sécurité civile, etc. ) pourraient être intéressées par une capacité télé-opérée qui viendrait en renfort ou en replacement des moyens actuels : par exemple, un ou deux drones démultipliant la zone de patrouille d'une vedette. Les drones pourraient participer alors à des missions de : * Patrouille et surveillance des activités en mer, * Surveillance anti-intrusion, lutte anti-terroriste, * Lutte contre la piraterie, * Recherche des contrebandiers et des trafiquants,
Contrôle du trafic maritime. The applications of such an embodiment of a naval drone are numerous: - State and organizational activities e Police
Administrations deploying numerous light units (coast guards, maritime affairs, customs, gendarmerie, police, civil security, etc.) could be interested in a tele-operated capacity that would reinforce or replace the current means: for example, one or two drones multiplying the patrol zone of a motorboat. Drones could then participate in missions of: * Patrol and surveillance of activities at sea, * Anti-intrusion surveillance, fight against terrorism, * Fight against piracy, * Search for smugglers and traffickers,
Control of the maritime traffic.
- Sécurité a Sécurité de la navigation dans les zones dangereuses. Les organismes de secours (comme la
Société Nationale de Sauvetage en Mer, en France) mettent en oeuvre de nombreuses unités déployées à partir de la côte en cas d'alerte. Le pré-positionnement de drones à la mer permettrait - Safety a Safety of navigation in hazardous areas. Relief organizations (such as the
National Society of Sea Rescue, France) implement many units deployed from the coast in case of alert. The pre-positioning of drones at sea would allow
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d'envoyer un élément précurseur avec un délai très court. e Sécurité des activités hauturières : les courses au large, qui traversent régulièrement des zones particulièrement dangereuses (par exemple dans le cas d'une circumnavigation via les "quarantièmes"et"cinquantièmes") où il n'est pas possible de fournir une escorte rapprochée, pourraient bénéficier du déploiement d'un ou de plusieurs drones. a Lutte contre l'incendie dans les ports : les bateaux pompes utilisé aujourd'hui pourraient recevoir le renfort de drones équipés de lances d'incendie, qui pourraient, en l'absence de servants, s'approcher plus près du navire en feu sans risque humain. to send a precursor element with a very short delay. e Safety of offshore activities: offshore races, which regularly cross particularly dangerous areas (for example in the case of a circumnavigation via the "fortieths" and "fiftieths") where it is not possible to provide a close escort , could benefit from the deployment of one or more drones. Firefighting in ports: the pumps used today could be reinforced with drones equipped with fire hoses, which could, in the absence of crew, approach the ship on fire human risk.
- Environnement a Lutte contre la pollution : surveillance des nappes de pétrole. Lors d'une pollution accidentelle ou après des dégazages clandestins de pétroliers, la localisation précise et le suivi du déplacement d'une nappe d'hydrocarbure nécessite des moyens très coûteux compte tenu de la durée de l'opération. Un drone conviendrait bien, à un coût très faible. e Mesures permanentes par des Organisations Non Gouvernementales. Celles qui effectuent des contrôles de pollution (par exemple Greenpeace) pourraient trouver un avantage à utiliser des drones. - Environment a Combating pollution: monitoring oil slicks. During an accidental pollution or after illegal degassing of tankers, the precise location and monitoring of the displacement of a hydrocarbon layer requires very expensive means given the duration of the operation. A drone would be good, at a very low cost. e Permanent measures by non-governmental organizations. Those who carry out pollution checks (eg Greenpeace) might find an advantage in using drones.
- Soutien aux activités économiques - Support for economic activities
<Desc/Clms Page number 17><Desc / Clms Page number 17>
a Hydrographie : cette activité pourrait se développer avec la nécessité pour de nombreux pays d'effectuer les mesures de bathymétrie permettant de délimiter certaines parties des zones économiques exclusives. e Océanographie : le développement des activités de recherche nécessite de nombreuses plates-formes emportant ou déployant des systèmes de mesure (géologie, ressources halieutiques, etc. ). L'utilisation de drones permettrait certainement de démultiplier les moyens à coût réduit. e Météorologie : les drones pourraient assurer, à un coût très faible, le rôle tenu naguère par les stations météorologiques habitées positionnées au milieu de l'océan pour relever in situ les paramètres qui ne sont pas mesurables par satellite. Hydrography: this activity could develop with the need for many countries to carry out bathymetry measurements to delimit parts of exclusive economic zones. e Oceanography: the development of research activities requires numerous platforms carrying or deploying measurement systems (geology, fishery resources, etc.). The use of drones would certainly make it possible to multiply the means at reduced cost. Meteorology: UAVs could provide, at a very low cost, the role previously played by manned weather stations positioned in the middle of the ocean to identify in situ parameters that are not measurable by satellite.
- Activités militaires
Plusieurs industriels ont développé des engins consommables, sortes de mini-torpilles, baptisés EMDW ("expendable mine disposal vehicles"). Guidé sur une mine par l'intermédiaire d'un fil grâce à un système de positionnement acoustique, l'EMDW est muni d'une caméra vidéo servant à l'identification et d'une charge creuse. Les modèles en service ont un poids allant de 8 à 50 kg. Il existe donc un marché pour des embarcations télé-opérées capables de déployer des EMDW. - Military activities
Several manufacturers have developed consumables, kinds of mini-torpedoes, called EMDW ("expendable mine disposal vehicles"). Guided on a mine through a wire through an acoustic positioning system, the EMDW is equipped with a video camera for identification and a hollow charge. The models in service have a weight ranging from 8 to 50 kg. There is therefore a market for teleoperated craft capable of deploying EMDWs.
- Industrie pétrolière Inspection de pipelines : mise en oeuvre d'engins sous-marins AUV ("autonomous underwater - Oil industry Pipeline inspection: implementation of AUV (autonomous underwater)
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vehicle") déployés près du fond de la mer et équipés de capteurs (sonar et caméra) permettant de suivre et d'inspecter les pipelines. Les AUV, engins sous-marins totalement autonomes, entrent désormais dans une phase de production.
L'objectif, aussi bien pour l'industrie que pour les états est de pouvoir opérer plus profond sans la contrainte d'un lien physique avec la surface. vehicle ") deployed near the bottom of the sea and equipped with sensors (sonar and camera) to track and inspect the pipelines AUVs, fully autonomous underwater vehicles, are now entering a production phase.
The objective, both for the industry and for the states, is to be able to operate deeper without the constraint of a physical link with the surface.
Les drones pourraient apporter un concours pour le soutien en surface des engins sous-marins de type
AUV en servant simultanément : * de balises de positionnement (par la combinaison d'un positionnement GPS ("Global Positioning
System") et d'une base acoustique sous-marine), * de délais de transmissions de données utilisant une liaison radio (si nécessaire via satellite) et une liaison acoustique sous-marine, * de soutien logistique avancé, par une fourniture d'énergie (rechargement de batteries) et une capacité de remorquage. e Surveillance de la pose de pipelines : l'industrie pétrolière utilise pour la surveillance visuelle des opérations de pose de pipelines des bâtiments à positionnement dynamique (BPD) qui déploient des engins filoguidés (ROV"remotely operated vehicle"). Ces navires s'ajoutent à la panoplie de moyens lourds mis en oeuvre pour l'implantation de production au large de côtes ("off-shore"). La possibilité d'automatiser une partie des tâches (observation visuelle) par l'emploi de drones en remplacement des bâtiments à Drones could provide support for the surface support of submarine-type
AUV by simultaneously serving: * Positioning beacons (by the combination of GPS positioning ("Global Positioning
System ") and an underwater acoustic base), * data transmission delays using a radio link (if necessary via satellite) and an underwater acoustic link, * advanced logistical support, by a supply of energy (battery recharging) and towing capacity e Pipeline monitoring: the oil industry uses for visual monitoring of pipeline laying operations of dynamically positioned vessels (BPD) deploying wire-guided devices (ROVs) "remotely operated vehicle"). These vessels are in addition to the range of heavy resources used for the implementation of production offshore ("off-shore") The possibility of automating some of the tasks (observation the use of drones to replace
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positionnement dynamique aurait un intérêt certain en termes de coût. Dynamic positioning would have a certain interest in terms of cost.
- Télécommunications e Inspection de câbles sous-marins. Les liaisons trans-océaniques par fibres optiques sont de plus en plus nombreuses. Leur mise en place nécessite des opérations de vérification effectuées par des engins sous-marins de type filoguidés. Les drones pourraient assurer ce type de mission en tandem avec des engins sous-marins de type AUV. - Telecommunications e Inspection of submarine cables. Optical trans-oceanic links are more and more numerous. Their installation requires verification operations carried out by underwater devices of wire-guided type. Drones could provide this type of mission in tandem with AUV-type underwater vehicles.
- Pêche hauturière Détection et repérage des bancs. Certaines unités (par exemples les thoniers) utilisent des embarcations annexes pour étendre leur zone de repérage des bancs. L'utilisation de drones permettrait de réduire les coûts. - Deep sea fishing Detection and identification of benches. Some units (for example, tuna boats) use additional boats to extend their bench-finding area. The use of drones would reduce costs.
<Desc/Clms Page number 20><Desc / Clms Page number 20>
Tableau 1
<tb>
<tb> Liaison <SEP> Débit <SEP> Coût <SEP> de <SEP> Taux <SEP> d'information <SEP> % <SEP> de <SEP> temps <SEP> Coût <SEP> de
<tb> connexion <SEP> à <SEP> la <SEP> de <SEP> connexion <SEP> connexion <SEP> par
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<tb> haut <SEP> débit <SEP> (images <SEP> fixes)
<tb> Futures <SEP> Permanent <SEP> (vidéo <SEP> sur <SEP> 2
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<tb> haut <SEP> débit <SEP> 25 <SEP> images/sec., <SEP> radar,
<tb> données)
<tb> <Tb>
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<tb> bit rate <SEP> (fixed <SEP> images)
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<tb> Futures <SEP> Permanent <SEP> (video <SEP> on <SEP> 2
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<tb> high <SEP> bitrate <SEP> 25 <SEP> images / sec., <SEP> radar,
<tb> data)
<Tb>
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REFERENCES [1] EP-A-0 431 662
[2]"Définition d'Internet" (adresse internet : www. creditagricole. fr/guides/internet/definition/default. html)REFERENCES [1] EP-A-0 431 662
[2] "Definition of the Internet" (Internet address: www.crc.agricole.fr/guides/ internet / definition / default.html)
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