EP3497479A1 - Dispositif de positionnement et de controle de drone a voilure tournante dans un environnement exterieur, systeme et procede associes - Google Patents

Dispositif de positionnement et de controle de drone a voilure tournante dans un environnement exterieur, systeme et procede associes

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Publication number
EP3497479A1
EP3497479A1 EP17765232.8A EP17765232A EP3497479A1 EP 3497479 A1 EP3497479 A1 EP 3497479A1 EP 17765232 A EP17765232 A EP 17765232A EP 3497479 A1 EP3497479 A1 EP 3497479A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
module
external environment
rotary wing
coordinates
drone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17765232.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Fabien FARGE
Anthony GAVEND
David GAVEND
Gérald DUMARTIN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Helper-Drone
Original Assignee
Helper-Drone
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Helper-Drone filed Critical Helper-Drone
Publication of EP3497479A1 publication Critical patent/EP3497479A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/38—Electronic maps specially adapted for navigation; Updating thereof
    • G01C21/3804—Creation or updating of map data
    • G01C21/3833—Creation or updating of map data characterised by the source of data
    • G01C21/3852—Data derived from aerial or satellite images
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications
    • G01S19/15—Aircraft landing systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications
    • G01S19/17—Emergency applications

Definitions

  • the invention belongs to the field of positioning and control devices for rotary wing drones.
  • the present invention more particularly relates to a device for positioning rotary wing drones, in an external environment, which can be integrated for example in a drone piloting system in a marine environment.
  • the invention also relates to a method for positioning and steering, more particularly in the marine environment, of rotary wing drones such as quadricopters.
  • the operators may not only respect the flight corridors and secondly lose time during navigation because they may have difficulty estimating the position of the target location or the position of the drone relative to the target location.
  • For rescue applications of people in distress every second counts and it is necessary to arrive as quickly as possible to the person presumed in distress.
  • Some solutions consist in proposing a display system representing a satellite view of the external environment on which is superimposed a representation of the position of the drone and the position of the target.
  • These methods usually based on satellite photographs of highly urbanized areas, require many minutes for their configuration from a computer.
  • the photographs on which they rest are fixed in time and are difficult to exploit because of the multitude of graphic elements present in the photograph to pollute it.
  • Such devices do not meet the need for speed of reaching a target location as it can exist in a context of rescue.
  • photographs are used in highly urbanized areas where the operator can quite easily position the drone in its environment, they do not therefore meet the need to estimate the position of the target location and its position of the drone relative to the target.
  • a device for positioning and controlling a drone comprising a mapping module and a display module configured to selectively display a personalized map of the external environment. Said device thus allows the operator to quickly visualize and position the drone with respect to the environment and this even if the outside environment is clear and / or urbanized.
  • the inventors have also developed a drone piloting system and an associated method allowing the operator to project easily into his particular marine environment and gain precious seconds to reach swimmers as soon as possible in distress.
  • the invention relates to a device for positioning and controlling a rotary wing drone, in an external environment, comprising a display module and a communication module configured to communicate with the aircraft.
  • a rotary wing drone said rotary wing drone comprising a communication module configured to communicate with the positioning and control device, and a geolocation module,
  • the communication modules are configured to establish a connection between the rotary wing drone and the mapping module
  • the geolocation module is configured to measure the GNSS coordinates of the rotary wing drone and send them to the mapping module, said mapping module is configured to:
  • anchor points including pixel coordinates associated with said image file and corresponding GNSS coordinates associated with the external environment
  • ⁇ calculating the positions on the graphical representation of at least two custom graphics associated with coordinated GNSS, said positions being based on GNSS coordinates custom graphics and pixel coordinates and GNSS anchor points,
  • ⁇ calculating the position on the graphical representation of the rotary-wing UAV, said position being a function of the GNSS coordinates of the rotary-wing UAV and pixel coordinates and GNSS anchor points, and
  • said display module is configured to then selectively enable to display a personalized map of the external environment, based on the information received from the mapping module, said personalized map comprising a graphical representation of the external environment, at least two elements custom graphics, a representation of the rotary wing drone.
  • This positioning and control device allows an operator to better estimate the position of the drone in its environment.
  • the custom graphics elements can serve as reference elements to position the drone but also to position a target location he wishes to join the drone.
  • the graphic representation is not a photograph (aerial, terrestrial or satellite) but a representation of reality, such as a drawing, a vectorized image or a modeling, allows the operator to take advantage of 'a simplified representation compared to the reality which also allows him to better estimate the position of the drone in its environment. This better estimate of the position of the drone will allow the operator, during the implementation of this system to gain seconds that will be valuable for rescue applications for example.
  • the device is not a photograph (aerial, terrestrial or satellite) but a representation of reality, such as a drawing, a vectorized image or a modeling, allows the operator to take advantage of 'a simplified representation compared to the reality which also allows him to better estimate the position of the drone in its environment. This better estimate of the position of the drone will allow the operator, during the implementation of this system to
  • the personalized graphic elements are associated with GNSS coordinates corresponding to objects present in the external environment in order to facilitate for the operator the correspondence between a visualization on the screen and a visualization in the environment. This allows a very significant time saving on the positioning of the drone in the environment.
  • the personalized graphic elements can be selected from: a buoy, a dangerous zone such as a ba ⁇ ne, a rock, a tree, a sandbank, a temporary corridor of passage, a flag, a preferably wooden building like a watchtower, the top of a dune and a path.
  • a buoy a dangerous zone such as a ba ⁇ ne, a rock, a tree, a sandbank, a temporary corridor of passage, a flag, a preferably wooden building like a watchtower, the top of a dune and a path.
  • the custom map includes at least four custom graphic elements.
  • the display module is configured such that the representation dimensions of the rotary wing drone on the graphical representation are correlated to the altitude of the rotary wing drone. This allows the operator to have faster information on the height of the drone
  • the graphic representation of said external environment is not entirely geolocated. Unlike most geolocation systems, the graphical representation is not entirely geo-localized, which lighten the system and speed up its operation.
  • the device further comprises a location module, and the display module further comprises a touch surface, said location module being configured for i) identifying a touch point on the touch surface, said contact point being characterized by pixel coordinates, and ii) calculating the GNSS coordinates associated with the contact point from its pixel coordinates as well as associated pixel and GNSS coordinates anchor points and / or custom graphics. This method of locating by contact with the screen makes it possible to quickly position an additional element on the personalized map.
  • the device further comprises a tide module configured to calculate the GNSS coordinates and pixel coordinates of at least one waterfront position in said outdoor environment at a time t, from water level data and or tidal coefficients in said external environment at a time fc.
  • the calculated pixel coordinates of this or these waterfront positions may be transferred to the display module and then used by the display module to represent the waterfront in the custom map of the external environment.
  • the calculated GNSS coordinates of this or these waterfront positions can be transferred to a route module and then used by the route planner to calculate the shortest route to a target location.
  • This tidal calculation module has the advantage of allowing the calculation of the position of a water front at any moment. In coastal environments, such a module coupled to the custom map allows the operator to have a representation of reality through the display module of the positioning and control device of the drone. It can thus better estimate the position of the drone and / or a target location within the external environment.
  • the device further comprises a video module configured to process a video signal from one or more cameras (s) carried by the drone, said video module being configured to add, in superposition to a video stream, a graphical representation when both of the following conditions are met: the drone is located at an altitude of no more than 15 meters, and the camera the video stream films an area below the drone about an axis of about 90 ° to the ground or to a water zone. This feature ensures the operator a precise release of a possible object transported by the drone.
  • the invention further relates to a rotary wing drone control system comprising i) a positioning and control device according to the invention, and ii) a rotary wing drone comprising a communication module configured to communicate with the positioning and control device, and a geolocation module, and allow control by said positioning and control device.
  • the rotary wing drone comprises an attachment module and an on-board computer connected to the communication module, said onboard computer being configured to selectively actuate an attachment module.
  • Said attachment module can hold various equipment intended to assist a person in difficulty such as: a buoy, a defibrillator, or a first aid kit.
  • the rotary wing drone piloting system according to the invention is particularly advantageous in a context of rescue of people in coastal zone. Indeed, such a system will greatly benefit from type of attachment module capable of dropping a buoy for people presumed distressed.
  • the invention also relates to a method for positioning a rotary wing drone, in an external environment, comprising:
  • the loading, in the mapping module, of the pixel composition of an image file said image file comprising a graphic representation of said external environment, the association of at least two anchor points with said pixel composition of the image file, said anchor points comprising pixel coordinates associated with said image file and corresponding GNSS coordinates associated with the external environment,
  • Such a method allows an operator to better estimate the position of the rotary wing drone in his environment and win seconds that will be valuable for rescue applications for example.
  • the external environment is a marine or lake environment.
  • the method further comprises a step of displaying a representation of a waterfront at a time ti positioned on the graphical representation of the external environment, according to the GNSS coordinates of at least one predicted position. or estimated from the water front at this moment ti. Most current systems are not dynamic and do not display at a time ti the predicted position of the waterfront at this time. the method further comprises a step of positioning a water front at a time t comprising:
  • the calculation by the tide module of the GNSS coordinates and the pixel coordinates of at least one position of the water front in said external environment at a time fc said calculation taking into account the data relating to the water depths or tidal coefficients in said external environment at times t, t 1 and t 2 as well as the GNSS coordinates associated with the water lines at times t 1 and t 2 .
  • identifying a point of contact on a touch surface of the display module said contact point being characterized by pixel coordinates, calculate the GNSS coordinates associated with the contact point from its pixel coordinates as well as the pixel and GNSS coordinates associated with the anchor points and / or the personalized graphic elements, said GNSS coordinates associated with the contact point corresponding to the estimated GNSS coordinates the target location, and
  • the operator only has to make contact with a touch-sensitive surface of the display screen (e.g. with his finger or a stylus) in order to quickly position an additional element on the personalized map.
  • a touch-sensitive surface of the display screen e.g. with his finger or a stylus
  • the calculation of GNSS coordinates is done quickly and, in the case of a rescue operation, the operator can directly transmit them to other rescuers and thus gain valuable seconds for the operation.
  • o calculating a navigation plan comprising:
  • This step of the method according to the invention makes it possible to reduce the operations performed by the operator and to optimize the movement of the drone towards a target location.
  • an urgent operation such as a rescue operation, it increases the speed of intervention.
  • Figure 1 shows the photograph of a rotary wing drone that can be used in the context of the invention.
  • FIGS. 2A and 2B show the composition diagrams of a rotary wing drone (A) and a positioning and control device (B) according to the invention.
  • Figure 3 shows the diagram of a method of positioning and control according to the invention.
  • Figure 4 shows the diagram of a step of positioning the waterfront according to the invention.
  • Figure 5 shows the diagram of a step of positioning a target location on the custom map via a touch surface.
  • FIG. 6 represents the diagram of a step of calculating a navigation plane according to the invention.
  • Figure 7 shows the personalized map of an outdoor environment according to the invention.
  • FIG. 8 represents the diagram of a method of creating a personalized map of an external environment according to the invention.
  • rotary wing drone a flying device without a pilot on board, the lift is provided by at least one rotor driven by a motor.
  • a helicopter is equipped with a main rotor ensuring its levitation and propulsion and a second tail rotor.
  • a quadricopter is equipped with four rotors driven by their respective engines.
  • external environment is meant an exterior place in opposition to the interior of a building.
  • the invention finds application in outdoor environments with few referenced landmarks such as poorly urbanized places such as mountain environments, plains or forests or marine environments and especially coastal areas.
  • graphic representation of the external environment is meant a drawing or diagram of the external environment in which the drone is brought to evolve.
  • the term graphic representation is used in opposition to aerial photographs or satellite photographs.
  • the graphic representation is not a real image but a representation of reality.
  • This graphic representation may for example be a drawing, a diagram or an image representing the external environment where the drone must be operated.
  • the graphical representations according to the invention can be made by different drawing software such as Photoshop, Inkscape, Gimp, Paintshop Pro.
  • the graphic representation can also be a three-dimensional modeling of the external environment or a photo transformed so as to simplify it for example.
  • the graphic representation can be recorded in all the formats corresponding to the images, for example: jpeg, png, tiff, bmp.
  • the expression "selectively display a map" within the meaning of the invention means that the display module is configured to display a map but that the operator can choose to display this map or other information on a module. display such as a video stream. The operator can choose to display the personalized map or the graphical representation and to associate it with other information, for example in superposition (eg for graphical elements or data relating to the drone) or in parallel via a sharing of the display surface (eg for the video stream).
  • target location means a location of interest, for example the position in the external environment that the operator wishes to be reached by the rotary wing drone.
  • the term “danger zone” means a location, within the external environment, considered by lifeguards to be associated with a greater risk of accident or greater mortality than the other locations of the outdoor environment.
  • associated with greater risk is meant to be related to a majority of accident cases or associated with the area with the greatest number of accident or death cases.
  • ba ⁇ ne also called tarpaulin, beach furrow and pre-coastal furrow, is meant in the sense of the invention a bowl formed in coastal zone, visible at low tide and up to 100 meters wide and 4 to 5 meters deep.
  • a ba ⁇ ne causes the presence in the coastal zone of strong currents that can lead to the bathers off.
  • pixel coordinates is meant the position of a pixel in an image as defined by an image file. This position is generally related to the pixel composition of the image file, i.e. to the resolution of the image, and to the position of said pixel by relative to other pixels in height and width of the image.
  • the pixel coordinates define a position in an image and thus for example the position of a graphic element in a graphical representation.
  • GNSS coordinates is meant the geolocation coordinates, expressed in latitude and longitude.
  • the Global Navigation Satellite System (GNSS) coordinates may also include height values that are not used in the context of the GNSS coordinate coordinates conversions according to the invention.
  • marine environment in the sense of the invention an external environment comprising a sea or an ocean.
  • marine environments according to the invention include coastal areas and open sea areas whether or not close to human facilities (e.g. oil platforms, cruise ships).
  • water front is meant in the sense of the invention the demarcation between the land (the shore) and a water zone, the water zone may be for example a sea, an ocean or a big lake.
  • the demarcation between the land and the water zone may change over time, for example either frequently in the presence of waves or on a longer scale in the presence of tides.
  • the waterfront corresponds to the average demarcation for example over 5 minutes between the land and the water zone.
  • the invention relates to a positioning and control device 2 of a rotary wing drone 1, in an external environment.
  • Figure 1 shows a rotary wing drone 1 that can be used in the context of the invention.
  • the rotary wing drone 1 comprises a communication module 10, a geolocation module 15 and at least one rotor 13 driven by a motor 12.
  • the communication module 10 is configured to communicate with the positioning device 2.
  • the communication can be done via radio waves and a two-way transmitter / receiver.
  • the two communication modules 10 and 20 communicate according to at least two different radio frequencies chosen over a frequency range from 2 to 6 GHz.
  • the geolocation module 15 is able to measure GNSS coordinates and configured to send the GNSS coordinates of the rotary wing drone 1 to the positioning device 2 via the communication module 10.
  • the rotary wing drone used in the context of FIG. the invention comprises a satellite positioning system type device also called GNSS radio (Global Navigation Satellite System). This GNSS radio can for example be based on GPS, GLONASS, Galilelo, Compass, IRNSS, and / or QZSS systems.
  • GNSS radio Global Navigation Satellite System
  • the geolocation module according to the innovation is based on at least one GNSS radio system selected from: GPS, GLONASS, Galilelo and Compass. More preferably, the geolocation module according to the innovation is based on at least two GNSS radio systems selected from: GPS, GLONASS, Galilelo and Compass.
  • This drone comprises at least one rotor 13 driven by a controllable motor 12 to control the rotary wing drone 1 in attitude and speed.
  • the motor (s) 12 are controlled by a flight controller 1 1 thus allowing steering of the rotary wing drone 1.
  • the flight controller 1 1 can be configured to communicate with a navigation module 21 via the communication modules 10 and 20.
  • the flight controller 1 1 is for example composed of an integrated circuit comprising a microprocessor and inputs / outputs. binding to external sensors (eg accelerometer, gyroscope, inertia unit, barometer) and to one or more batteries 14.
  • the drone comprises at least two rotors 13 and even more preferably at least four rotors 13.
  • the rotary wing drone 1 used in the context of the invention is preferably a tricopter or a quadrocopter.
  • the rotary wing drone 1 also comprises one or more battery (s) 14.
  • Figure 2 schematizes the composition of a rotary wing drone 1 used in the context of the invention (Figure 2A) and the positioning and control device 2 ( Figure 2B) according to the invention.
  • the positioning and control device 2 comprises a communication module 20, a navigation module 21, and a display module 22.
  • the communication module 20 is configured to communicate with the rotary wing drone 1 via the communication module 10 of the drone 1. As seen above, the communication module 20 exchanges with the drone via a radio type link.
  • the navigation module 21 is configured to transmit to the flight controller 1 1 information relating to pitching, elevation, yaw and roll so as to control the movements of the rotary wing drone 1.
  • the display module 22 may for example comprise a screen with an area of at least 40 cm 2 and a resolution preferably greater than 1024 * 768.
  • the mapping module 25 being configured for:
  • the image file format is selected from: jpeg, png, tiff, bmp.
  • the image file must be composed of pixel. Indeed, those are the pixels that will be used to position personalized graphic elements 32 and the rotary wing drone 1 on the graphical representation of the environment 31.
  • the mapping module 25 is able to identify the composition in pixels, that is to say the resolution of the image file used to represent the external environment.
  • anchor points 33 Associating with said pixel composition of the image file at least two anchor points 33, said anchor points 33 comprising pixel coordinates associated with said image file and corresponding GNSS coordinates associated with the external environment,
  • the mapping module is configured to link at least two anchor points 33 to the image file representing the external environment and more particularly to the pixel composition of the image file. This capability allows at least two points of the graphical representation 31 to be associated with GNSS coordinates.
  • ⁇ calculating the positions on the graphical representation of at least two custom graphics elements 32 associated with coordinated GNSS, said positions being based on GNSS coordinates custom graphics elements 32 and pixel coordinates and GNSS anchor points 33,
  • the mapping module is configured to calculate the pixel coordinates of the personalized graphic elements 32 as a function, on the one hand, of their GNSS coordinates and, on the other hand, pixel and GNSS coordinates of the anchoring points 33.
  • ⁇ calculate the position on the graphical representation of the rotary wing drone 1, said position being a function of the GNSS coordinates of the drone to rotary wing 1 and the pixel and GNSS coordinates of the anchor points 33 and / or the personalized graphic elements 32, and
  • the mapping module is configured to calculate the pixel coordinates of the rotary wing drone 1 as a function, on the one hand, of its GNSS coordinates and, on the other hand, of the pixel and GNSS coordinates of the anchor points 33 and / or the pixel and GNSS coordinates. personalized graphic elements 32.
  • the mapping module is configured to transfer the calculated data to the display module 22 so that it displays the representations of the custom graphics elements 32 and the rotary wing drone 1 in superposition of the graphical representation 31 of the external environment.
  • the display module 22 is configured to selectively display a personalized map 3 of the external environment.
  • the display module 22 comprises means for selection by an operator of a personalized card 3, said display module 22 being configured to then selectively allow to display said personalized card 3 of the external environment.
  • the personalized card 3 of the external environment comprises a graphical representation 31 of the external environment.
  • the inventors have determined that the use of a personalized map 3 based on a satellite photograph gives less good results in terms of performance and speed of execution of the rescue procedure than graphic representations.
  • the graphical representation 31 allows the operator to take control of the positioning and control device 2 more easily and to obtain improved performance in terms of piloting the drone 1 in its external environment.
  • Satellite photos can be of insufficient resolution and, on the other hand, aerial photos or satellite photos contain many objects that pollute the vision of the operator.
  • the use of a personalized card 3 according to the invention including a graphic representation 31 is very advantageous during rescue actions but also for other applications where it is necessary to quickly position a drone in its environment (rescue at sea or on land, objects deposit for example emergency medicines, diagnosis of damaged site ).
  • the graphic representation 31 according to the invention is a pixelated image.
  • the graphical representation 31 of the external environment according to the invention generally represents surfaces of between 100 m 2 and 15 km 2 , preferably surfaces of between 500 m 2 and 4 km 2. a controlled size map allows a faster execution.
  • the graphical representation of the external environment can be saved via any type of image file.
  • the graphical representation 31 may for example represent a view along an axis forming an angle of 90 ° with respect to the ground or, a view along an axis forming an angle less than 90 ° with respect to the ground, preferably less than 75 °.
  • the display module 22 can also superimpose on the custom map 3 an adjustable grid scale with standardized dimensions for quickly visualize the actual distances between the different custom graphics elements.
  • This scale scale gate can for example be set to display steps from 1 m to 100 m.
  • the graphical representation 31 of the external environment includes at least two anchor points 33 associated with pixel coordinates and GNSS coordinates. These anchor points 33 are preferably located at the ends of the map. For example they may correspond to the first pixel (e.g. top left) and last pixel (bottom right).
  • the graphical representation 31 is not entirely geo-localized. Indeed, a geolocation of all the points of the graphical representation could lead to a heaviness in the management of this image by the device.
  • GNSS coordinates of latitude and longitude are taken into account.
  • the graphical representation 31 can undergo transformations so as to further improve the handling by the operator. For example, the orientation of the representative map of the external environment can be modified. Once the orientation is changed, a heading datum will be associated with the map so that the control device is able to accurately recalculate the GNSS coordinates.
  • the operator may need to zoom on the card or the display device may represent this card in different format / resolution.
  • This information can be stored on the positioning and control device 3.
  • the personalized card 3 of the external environment comprises personalized graphic elements 32 associated with GNSS coordinates. These personalized graphic elements 32 are positioned on the graphical representation 31 of the external environment according to their GNSS coordinates. In places with few reference points referenced it allows to add reference graphical elements to facilitate for the operator the correspondence between a visualization on the screen and a visualization in the environment. Indeed, in open environments, the perception of the depth can be distorted and the operator may have difficulty quickly direct the drone 1 to a target location.
  • One of the objectives of the invention is to propose to the operator, for example a rescuer, to better visualize the position of a target, for example a potential victim in particular with respect to the rotary wing drone 1.
  • the display module 22 is configured to display a personalized map 3 comprising personalized graphic elements 32.
  • These personalized graphic elements 32 have preferably been configured by the operator and have been associated with corresponding GNSS coordinates. to objects present in the external environment.
  • the personalized graphic elements 32 included in this personalized card 3 are linked to objects of the external environment which are not generally referenced during the establishment of geolocation maps. For example, in opposition to buildings made of stone, these objects have a position that can evolve fairly quickly. Nevertheless their presence in the personalized card 3 allows the operator to more easily establish a correspondence between what he sees via the display device and its external environment.
  • the personalized graphic elements 32 comprise personalized graphic elements corresponding to objects selected from: a buoy 32a, a danger zone 32b such as a bain, a rock 32c, a shaft 32d, a temporary passageway 32e, a 32d sandbar, a 32f flag, a preferably wooden building such as a 32g mirador, the summit of a 32h dune and a 32i path. More preferably, the personalized graphic elements 32 comprise personalized graphic elements corresponding to objects selected from: a buoy 32a, a danger zone 32b such as a bain, a sandbank 32j, a rock 32c, a shaft 32d, a flag 32f and a path 32i.
  • the personalized card 3 comprises at least four personalized graphic elements 32. More preferably, the personalized card 3 comprises at least eight personalized graphic elements 32. Even more preferably, the personalized card 3 comprises at least ten custom graphic elements 32.
  • the personalized card 3 of the external environment comprises a representation 35 of the rotary wing drone 1, positioned on the graphical representation 31 of the external environment according to the GNSS coordinates of the rotary wing drone.
  • the display module may be configured such that the altitude of the rotary wing drone 1 is correlated with the representation dimensions 35 of the drone to be transmitted. rotary wing 1 on the graphical representation 31.
  • the higher the drone 1 evolves at a high altitude the larger the representation of the rotary wing drone 1.
  • the transmission of data from the drone to the control device of the rotary wing drone can include metadata such as the date and time of the shots, the position GNSS, and the orientation of the nacelle to enable 3D modeling.
  • the positioning and control device 2 may comprise other modules or means to enhance its advantages over the problems of the state of the art.
  • the positioning and control device 2 may further comprise a location module 24.
  • This location module 24 is configured to identify a contact point 23a on a touch surface 23 of the module. display 22.
  • the location module is configured to identify the pixel coordinates of this contact point 23a on the touch surface 23.
  • the location module 24 is able to calculate the GNSS coordinates associated with the contact point 23a from its pixel coordinates and the pixel and GNSS coordinates associated with the anchor points 33. It can also use the pixel and GNSS coordinates associated with custom graphics 32.
  • the calculation is done at the time of contact and the location module does not have in memory the GNSS coordinates of all possible points of contact on the touch surface 23.
  • the calculation can for example be made by considering that the external environment represented by the graphical representation 31 is flat, thus neglecting the hemisphericity of the planet. This greatly reduces the complexity and thus the computation time without having too great consequences on the accuracy.
  • the location module 24 may advantageously display a position graphical element 34 at said point of contact on the touch surface. This graphic element can be modified by the operator.
  • the positioning and control device 2 may further comprise a tide module 27.
  • the tidal module 27 is configured to calculate the GNSS coordinates and the pixel coordinates of at least one position 37 of the water front in said external environment at a time t. This calculation is made from data relating to the water heights and / or the tidal coefficients in said external environment at a time t.
  • the data relating to the water heights and / or tidal coefficients in said external environment can be downloaded and stored on the positioning and control device 2 of the rotary wing drone 1 or they can be stored on a remote device (eg a server) and be consulted punctually via a wifi connection or 3G / 4G for example.
  • a remote device eg a server
  • the calculation can be performed in several different ways that will be described in the description of the positioning step 200 of the waterfront.
  • the pixel coordinates of the at least one position 37 of the water front can be transmitted to the display module 22 and then be used to represent the waterfront in the personalized map 3 of the external environment according to the invention.
  • the invention relates to a device for positioning and controlling a rotary-car drone 1 characterized in that it comprises a tidal module 27 according to the invention.
  • the control device according to the invention may also comprise:
  • a route module 26 configured to establish a navigation plan as described in the following description of the invention
  • a storage means 23 that can store, in particular, the personalized cards 3, a manual control module 29 configured to control the movement of the drone and possibly comprising at least two joysticks,
  • a video module 28 configured to process the video signal coming from one or more cameras 14 carried by the drone 1.
  • the video module 28 can for example transmit commands for moving the angle of the camera, add information superimposed to the video stream or stabilize the video stream through reprocessing.
  • the invention relates to a rotary wing drone piloting system comprising a positioning and control device (2) according to the invention and a rotary wing drone 1 adapted to be controlled by said positioning device. and control 2.
  • the rotary wing drone 1 according to the invention may have a weight of between 0.5 kg and 6 kg, preferably between 2 kg and 4 kg.
  • the rotary wing drone 1 may advantageously comprise an attachment module 17 and an on-board computer 16 connected to the communication module 10 and configured to actuate the attachment module 17.
  • the on-board computer 16 can control the different equipment installed on the drone and this independently of the flight controller 1 1.
  • the attachment module 17 is able to carry loads of several kilograms, for example loads between 0.1 and 8 kg, preferably loads between 0.5 and 3 kg.
  • the attachment module comprises an opening / closing system that can be controlled remotely, in particular from the positioning and control device 2 of the drone 1.
  • This opening / closing system can be based on a repulsion of magnets and includes a mechanical lock thus preventing the servomotor from supporting the load.
  • the consumption of the servomotor remains zero and therefore does not affect the autonomy of the battery (s) 14.
  • the attachment module 17 may for example hold a buoy 18.
  • the drone used in the context of the invention may also include one or more camera (s) managed by the video module 28.
  • a camera may generate a video stream that will be transmitted in real time, by the intermediate communication modules 10 and 20, to the positioning and control device 2.
  • a camera is preferably mounted on a mobile system allowing it to pivot along a vertical axis so as to provide a 360 ° view around the drone and this without the latter having to rotate.
  • the mobile system allows a rotation of the camera along a horizontal axis, allowing it to film in line with the drone.
  • the field of view of a camera is such that it can film a circle of at least 50 meters in diameter at 100m altitude.
  • the camera mounted on the drone according to the invention preferably has a zoom of 4 times or more.
  • the video module 28 can store the image data or video in the appropriate formats (Tiff, Jpeg, MP4, ).
  • at least two cameras are installed on the rotary wing drone.
  • the drone can be equipped with a conventional camera for filming in the visible, or a thermal camera.
  • a thermal camera provided with an infrared sensor, for example a resolution preferably of at least 640 x 512 pixels for a range of 1 km of day and a camera in the visible that can have a high resolution type 4Kx30 or 1080px60 for a range of 2 km day.
  • a single camera capable of filming in the visible and capturing thermal data can be used.
  • the video module 28 is configured to add, in superposition to the video stream, a graphic representation of targeting when the two following conditions are met:
  • the drone is situated at an altitude of not more than 15 meters, preferably not more than 10 meters, and
  • the camera generating the video stream films an area located below the drone along an axis of approximately 90 ° (eg 90 ° plus or minus 15 °) with respect to the ground or the water zone, that is to say ie when the video stream acquired by the camera corresponds to approximately the plumb of the rotary wing drone.
  • such a configuration of the module video 28 is particularly advantageous. Indeed, the operator will not have to check the altitude of the drone when it will position it above the target location, and the graphic representation of targeting will ensure the operator that the load will be well dropped to near the target location.
  • the rotary wing drone according to the invention may include:
  • a parachute preferably a non-pyrotechnic trigger parachute capable of being triggered by a command (preferably an independent dual control system) or in the event of defect of the drone;
  • ultrasonic sensors and / or stereoscopic cameras integrated in an anti-collision module integrated in an anti-collision module
  • a range finder and means for acquiring the altitude of the drone relative to the ground using the range finder
  • the speed can be calculated with regard to the GNSS data but other systems can be embedded on the drone so as to calculate the speed of the drone,
  • a watertight hull with flotation means since one of the applications of this system and the use of a drone in a marine environment, the latter may comprise flotation means and a watertight hull for protecting at least temporarily the drone in case of landing;
  • the drone may include a flight stabilization module. This module can in particular identify the target and control the engines so that the drone maintains a distance and a given altitude relative to the person rescued.
  • a voice module including a speaker and a microphone to communicate with people in the vicinity of the drone.
  • FIG. 3 presents a method for positioning and controlling a rotary wing drone 1 that can be implemented with the positioning and control device 2 according to the invention.
  • the invention relates to a method for positioning and controlling a rotary wing drone 1, in an external environment, preferably in a non-urban environment such as for example in marine environment, lake or plain, mountain, forests. More preferably, the invention relates to a method for positioning and controlling rotary wing drone 1, in a marine environment.
  • the method 100 of positioning and control of a rotary wing drone 1 comprises the establishment 1 10 of a connection between a positioning and control device 2 and a rotary wing drone 1, as previously described.
  • the method 100 further comprises a set of steps, which can be implemented by a mapping module 25 and allowing rapid mapping of the external environment.
  • This set includes:
  • anchor points 33 comprising pixel coordinates associated with said image file and corresponding GNSS coordinates associated with the external environment
  • the method 100 includes the display 130 of a personalized card 3 of the external environment by the display module 22.
  • This display 130 of a card Custom 3 of the outside environment can be broken down into several sub-steps:
  • the display 131 of a graphical representation 31 of the external environment said graphical representation 31 of the external environment including at least two anchor points 33 associated with pixel coordinates and GNSS coordinates, the display 132 of the elements personalized graphics 32 associated with GNSS coordinates and positioned on the graphical representation 31 of the external environment in their GNSS coordinates, and
  • the display 135 of a representation of the rotary wing drone positioned on the graphical representation 31 of the external environment as a function of the GNSS coordinates of the rotary wing drone 1 sent to the positioning device 2 via the communication module 10.
  • the order of these substeps is not important and preferably, the latter executing very quickly (for example in less than 1 second, preferably in less than 0.5 seconds), the operator will probably not be able to distinguish the order of execution of these substeps.
  • the method 100 may also comprise a display step 133, superimposed on the graphical representation 31, of an adjustable scale scale with standardized dimensions making it possible to quickly visualize the real distances separating the various personalized graphic elements.
  • this scale scale grid can be configured for steps from 1m to 100m.
  • the method 100 may also comprise a modification step 134 of the orientation of the graphical representation 31 and therefore of the personalized card 3. In fact, an operator may wish to represent the personalize card at an angle of not facing the North.
  • the method 100 may also include a step of rotating the graphical representation 31.
  • the method 100 may also comprise a verification step 1 1 1 of the state of the rotary wing drone.
  • a verification step 1 1 1 of the state of the rotary wing drone For example, following the establishment of a connection between the drone 1 and the device 2, the latter transmits a module verification request. It comprises for example a check of the state of the battery (s) 14 as well as the operating status of the GNSS radio and the compass. If the parameters are validated, the control device will display via the display module a graphical representation 31 of the external environment and will add on top of said card personalized graphic elements 32, otherwise an error message will be displayed by the display module 22.
  • the method 100 according to the invention further comprises a positioning step 200 of a water front at a time ti.
  • the precise location of the water front makes it possible, on the one hand, to adapt the speed of the drone and its trajectory according to whether or not it is above water, and on the other hand it allows via a device display to represent the coastal area so as to facilitate the location by the operator of the rotary wing drone and / or a target location.
  • FIG. 4 shows the example of a positioning step of the seafront based on a preliminary survey of the water line.
  • the positioning step 200 of a water front comprises the following substeps:
  • the loading 210 in a tidal module 27 of the positioning and control device 2, of data relating to the water heights and / or the tidal coefficients relating to the marine environment,
  • the tidal coefficients and / or the water levels can be transferred to the tidal module 27 via a wireless connection such as a Bluetooth connection, wifi, 4G or any other mobile broadband data transmission protocol. These tidal coefficients and / or these water levels can also be stored on the device 2.
  • These two steps can be repeated as shown in FIG. 4 so as to generate new data relating to t2. These steps can be repeated again, for example every day for a week so as to accumulate a large number of data representative of the water zone and thus improve the modeling of the waterfront.
  • the piloting steps for overflight are carried out at the time of high tides or low tides.
  • the calculation 240 by the tide module 27 of the GNSS coordinates and the pixel coordinates of at least one position 37 of the water front in said marine environment at a time ti said calculation taking into account the data relating to the water depths or the tidal coefficients in said external environment at times t 1, t 1 and t 2 as well as the GNSS coordinates associated with the water lines at times t 1 and t 2.
  • the tide module then establishes from these points a modeling of the water line for example according to the tidal coefficient, the hours of high tide and low tide, and the position on the beach.
  • This modeling makes it possible to know at any moment an estimated or predicted position of the water line on the environment. outside considered. There is therefore a prediction, via this modeling, of the position of the water front as a function of time.
  • the step 200 of the method 100 may also comprise a display sub-step 250 by the display module 22 of a representation of the water front at a time fc, positioned on the graphical representation 31 of FIG. external environment according to the GNSS coordinates of at least one position 37 of the water front.
  • This display can be made in superposition of the personalized card 3 for example to draw a blue area representing the body of water and separated from the ground by the waterfront.
  • the operator and the drone control devices in general face the difficulty of positioning the waterfront. Indeed, in some environments the position of the waterfront can have a difference of several tens of meters depending on the low tide or high tide.
  • the seafront is an extremely important marker for the operator in a method of positioning a target.
  • the position of the waterfront can affect the steering of the drone.
  • regulations can impose constraints above the ground that are not the same as above water.
  • the invention relates to a method of positioning and controlling a rotary wing drone 1 characterized in that it comprises a step 200 of positioning a water front at a time t, according to the invention.
  • a drone as a means of obtaining these coordinates. It is thus sufficient to position the drone in flight, above the object to be positioned as a personalized graphic element 31 in the personalized map. 3 and then loading the GNSS coordinates of the drone via the positioning and control device 2.
  • the operator may position the drone top of positioning buoys then engage the acquisition of the GNSS position of the drone.
  • the operator can position the drone above flags flanking the swimming area, or even position itself above a ba ⁇ ne and then engage the acquisition of the GNSS position of the drone.
  • the invention relates to a method 100 further comprising a positioning step 300 of a target location 39 on the custom map 3 of the external environment.
  • the positioning 300 comprises the steps of:
  • - Identify 340 a contact point 23a on a touch surface 23 of the display module 22; said contact point 23a being characterized by pixel coordinates,
  • the positioning 300 may also include the substeps:
  • Another method for accurately positioning an object of the external environment is to use the heading data and distance of this object as measured for example by a compass, binoculars with compass or binoculars rangefinders.
  • the heading and distance data are then used by the drone control device, in parallel with the location data of the operator to determine the GNSS position of the object to be integrated in the map of the external environment. .
  • the method 100 may further comprise a positioning step 400 of a target location 39 on the personalized map 3 of the external environment from heading and distance data.
  • the positioning 400 comprises the steps of:
  • Calculation 430 the GNSS coordinates associated with the target object from its heading and distance data as well as reference GNSS coordinates.
  • the positioning and control device 2 gives him the possibility to add or if necessary For example, once the map is displayed on the control device, the operator can launch a function for adding personalized graphic elements.
  • the positioning steps and sub-steps described above can also be used as part of a step of positioning a target on the personalized map 3.
  • the operator is able to quickly position his target on the custom map to quickly reach this target with the drone.
  • the invention also relates to a method 100 comprising a step of setting 500 of a navigation route to shorten the time required to position a drone near a target.
  • FIG. 6 An embodiment of this establishment step 500 of a navigation route is shown in FIG. 6.
  • the invention relates to a method 100 further comprising a step 500 of establishing a navigation route from a starting location to the target location 39, said step 500 comprising: the reception 510, by a route module 26 of the positioning and control device 2, of the estimated GNSS coordinates of the target location 39,
  • the establishment 540 of a navigation plan comprising:
  • the localized target its GNSS and pixel coordinates are transmitted by the route module 26 to the navigation module 21 in charge of monitoring the drone during navigation.
  • the entire route from the starting point to the target location is sent to drone 1.
  • the path calculated by a route module makes it possible to shorten the duration of the journey as much as possible while respecting the safety instructions established on the zone considered.
  • the facility 540 may comprise more than two steps and thus, several intermediate steps comprising no forbidden flight zone overflight.
  • This step 500 includes the loading 520 by the route module 26 of the GNSS coordinates of at least one prohibited flight zone. Nevertheless, this step can be replaced by the loading of at least one authorized flight zone, which corresponds to an equivalent solution provided that the authorized zone does not cover the entire area related to the graphical representation 31.
  • step 500 can comprise a GNSS coordinates sub-loading step 530 of at least one seafront position.
  • the regulation stipulates forbidden overflight zones that change depending on the water line. For example, in France, from a location above the ground, until it reaches the water line, a rotary wing drone must evolve in a specific area away from holidaymakers.
  • FIG. 7 shows an example of a personalized card 3 according to the invention dedicated to a coastal environment. It is based on the graphical representation 31, by an initially vector image having been transformed into a pixelated image, of two beaches comprising two bathing areas framed by flags 32f. The anchor points 33 are not visible to the operator.
  • the map includes information 38 relating to the superimposed drone and at least one position of the water front 37.
  • Figure 8 shows an example of a method for creating a personalized card according to the invention.
  • the invention relates to a personalized card creation method 3, said method comprising the steps of:
  • Addition 740 in overlay to the graphical representation 31 of personalized graphic elements 32, said addition comprising:
  • the invention allows to have a personalized map 3 representative of the external environment in which the drone moves.
  • one of the advantages of the invention is to allow an operator to follow on the personalized map 3 the navigation of the rotary wing drone.
  • the position of the drone 1 on the personalized map 3 being updated for example with a time interval of less than 5 seconds, preferably less than 1 second.
  • the method according to the invention may comprise an autopilot navigation step.
  • the fact that the operator can rely on an automated navigation between the starting point and the target allows him to free up time to perform the other actions necessary for the rescue (e.g. contact a hospital).
  • the autopilot module is configured so that the trajectories are a function of the navigation plane established by the route module 26 and that the speed is directly configured according to recorded preferences. previously in the route module 26. Nevertheless, the operator is able to control this speed from instructions addressed, for example by the manual control module 29, to the drone positioning and control device. From such instructions, the speed of the drone can be increased, reduced or the drone can even be instructed to return to a previous position and this without breaking the navigation plan established by the route module 26.
  • advantage on the one hand power while retaining the benefits of automatic navigation and an optimized trajectory, either to accelerate, decelerate or even to go back if the operator has identity an object of interest to proximity of the drone (for example thanks to the video flow of the camera).
  • the invention finds its application in the positioning and control of a drone in an outdoor environment.
  • the devices, systems and associated methods according to the invention are particularly advantageous when the operator must send the drone as quickly as possible to a target location.
  • the invention is particularly suitable for implementation in marine environment (ships, oil rigs) or in coastal zone (beaches). Nevertheless, the invention may be essential in some large lacustrine systems or in terrestrial environments that do not have a large number of visual reference structures (e.g. plain, forest, mountain).

Landscapes

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Abstract

L'invention porte sur un dispositif de positionnement et de contrôle (2) d'un drone à voilure tournante (1), dans un environnement extérieur, comprenant un module de communication (20) configuré pour communiquer avec le drone à voilure tournante (1) et un module d'affichage (22), ledit drone à voilure tournante (1) comprenant un module de communication (10) configuré pour communiquer avec le dispositif de positionnement (2), et un module de géolocalisation (15), ledit dispositif de positionnement et de contrôle (2) étant caractérisé en ce qu'il comprend un module de cartographie (25).

Description

DISPOSITIF DE POSITIONNEMENT ET DE CONTROLE DE DRONE A VOILURE TOURNANTE DANS UN ENVIRONNEMENT EXTERIEUR, SYSTEME ET PROCEDE
ASSOCIES
[0001 ] L'invention appartient au domaine des dispositifs de positionnement et de contrôle de drones à voilure tournante. La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif de positionnement de drones à voilure tournante, au sein d'un environnement extérieur, pouvant être intégré par exemple dans un système de pilotage de drone en environnement marin. L'invention concerne également un procédé de positionnement et de pilotage, plus particulièrement en environnement marin, de drones à voilure tournante tels que des quadricoptères.
[Art antérieur]
[0002] Avec plus de 600 noyades en France par an en environnement marin et plus particulièrement sur les zones côtières, le risque d'accident mortel est réel. Or, dans ces environnements, les possibilités pour atteindre des personnes en détresse sont réduites et les chances de survie sont fortement dépendantes de la durée séparant le début de l'incident et l'arrivée de sauveteur ou des moyens de sauvetage au niveau de la personne en détresse. Afin de répondre à ces difficultés, ces zones à risques sont soumises à une surveillance étroite. Ainsi, en France, les zones de baignades sont généralement sous la surveillance de plusieurs secouristes capables de porter secours aux baigneurs en détresse à la nage ou grâce à des véhicules de type jet-ski.
[0003] Néanmoins, malgré cette surveillance, il y a encore beaucoup de décès par noyade en environnement marin, notamment sur les zones côtières, et il est crucial de développer des produits capables d'apporter une aide extrêmement rapide aux personnes en détresse, par exemple aux baigneurs en détresse.
[0004] Une autre difficulté en zone côtière est que certains baigneurs sont capables de nager au large et les secouristes peuvent décider d'engager une action de sauvetage alors que le baigneur n'est pas en détresse. De telles actions inutiles peuvent être menées au détriment d'autres situations de réelle détresse. Ainsi, il existe un besoin pour des solutions permettant d'atteindre rapidement des emplacements cibles, par exemple en mer, pour identifier si ces emplacements comportent des personnes en détresse.
[0005] Depuis ces dernières années, des solutions basées sur des drones commencent à émerger. Il est possible par exemple de citer la demande CN101522516 qui décrit un drone capable de livrer une bouée à un baigneur en détresse. Le pilotage de ces drones se fait généralement à vue. Or, les zones côtières sont des environnements rassemblant souvent une forte densité de personnes et donc des zones interdites de survol. Ainsi, du fait de ces interdictions, la navigation dans ces environnements comporte typiquement une première étape consistant à atteindre la ligne d'eau via des couloirs de vol puis à partir de la ligne d'eau, une seconde étape durant laquelle les drones peuvent survoler les baigneurs et voler en ligne droite vers l'emplacement cible.
[0006] Il est possible de citer le document US2016/1 17853 décrivant un système permettant l'affichage d'information de vol liée à un drone ou le document WO2015055794 décrit un système pour la surveillance d'un espace en plein air comportant notamment un dispositif portatif comprenant une puce de positionnement par satellite et des moyens pour émettre et recevoir des informations sur le réseau informatique de surveillance. Néanmoins malgré cela, les drones sont des dispositifs difficiles, pour les opérateurs, à positionner dans un environnement et tout particulièrement en environnement marin. Cela d'autant plus dans les environnements extérieurs présentant des vues dégagées et donc ne comportant que de peu d'éléments de repère visuels permettant à l'opérateur d'estimer la position du drone. En effet, la perception et l'estimation de la profondeur est réduite dans les zones dégagées telle que les plaines, les plages ou au-dessus de l'eau et cela rend difficile le positionnement précis du drone dans son environnement. Ainsi, les opérateurs risquent d'une part de ne pas respecter les couloirs de vol et d'autre part de perdre du temps lors de la navigation car ils peuvent avoir des difficultés à estimer la position de l'emplacement cible ou la position du drone par rapport à l'emplacement cible. Or, pour des applications de sauvetage de personnes en détresse chaque seconde compte et il est nécessaire d'arriver au plus vite à la portée de la personne présumée en détresse.
[0007] Certaines solutions, comme le document US2016/1 17853, consistent à proposer un système d'affichage représentant une vue satellite de l'environnement extérieur sur laquelle est superposée une représentation de la position du drone et de la position de la cible. Ces méthodes, généralement basées sur des photographies satellites de zones fortement urbanisées, nécessitent de nombreuses minutes pour leur configuration depuis un ordinateur. En outre, les photographies sur lesquelles elles reposent sont figées dans le temps et sont difficilement exploitables du fait de la multitude d'éléments graphiques présents dans la photographie venant la polluer. Ainsi, de tels dispositifs ne répondent pas au besoin de rapidité d'atteinte d'un emplacement cible tel qu'il peut exister dans un contexte de sauvetage. En outre, les photographies sont utilisées dans des zones fortement urbanisées ou l'opérateur peut assez aisément positionner le drone dans son environnement, elles ne répondent donc pas au besoin d'estimer la position de l'emplacement cible et de sa position du drone par rapport à la cible.
[0008] Ainsi, il existe un besoin pour :
- d'une part réduire au minimum le temps nécessaire au drone pour atteindre sa cible en facilitant par exemple la détermination pour l'opérateur de la position du drone par rapport à la cible, et
- d'autre part réduire les manipulations de pilotage effectuées par l'opérateur afin de lui permettre d'organiser d'autres aspects du plan de sauvetage.
[0009] Afin de répondre aux problèmes associés aux solutions de l'art antérieur et notamment proposer une solution capable de rapidement positionner un drone à voilure tournante dans un environnement extérieur notamment marin, les inventeurs ont développés un dispositif de positionnement et de contrôle de drone à voilure tournante dans un environnement extérieur, comportant un module de cartographie et un module d'affichage configuré pour sélectivement afficher une carte personnalisée de l'environnement extérieur. Ledit dispositif permet ainsi à l'opérateur de rapidement visualiser et positionner le drone par rapport à l'environnement et cela même si l'environnement extérieur est dégagé et/ou non urbanisé.
[0010] Les inventeurs ont également développé un système de pilotage de drone ainsi qu'un procédé associé permettant à l'opérateur de se projeter aisément dans son environnement extérieur notamment marin et de gagner de précieuses secondes pour atteindre au plus vite les baigneurs présumés en détresse.
[Brève description de l'invention]
[001 1 ] Selon un premier aspect, l'invention porte sur un dispositif de positionnement et de contrôle d'un drone à voilure tournante, dans un environnement extérieur, comprenant un module d'affichage et un module de communication configuré pour communiquer avec le drone à voilure tournante, ledit drone à voilure tournante comprenant un module de communication configuré pour communiquer avec le dispositif de positionnement et de contrôle, et un module de géolocalisation,
ledit dispositif de positionnement et de contrôle étant caractérisé en ce qu'il comprend un module de cartographie et en ce que :
o les modules de communication sont configurés pour établir une connexion entre le drone à voilure tournante et le module de cartographie,
o le module de géolocalisation est configuré pour mesurer les coordonnées GNSS du drone à voilure tournante et les envoyer au module cartographie, ledit module de cartographie est configuré pour :
■ charger la composition en pixel d'un fichier image, ledit fichier image comportant une représentation graphique dudit environnement extérieur,
■ associer à ladite composition en pixel du fichier image au moins deux points d'ancrage, lesdits points d'ancrages comportant des coordonnées pixel associées audit fichier image et des coordonnées GNSS correspondantes associées à l'environnement extérieur,
■ calculer les positions sur la représentation graphique d'au moins deux éléments graphiques personnalisés associés à des coordonnés GNSS, lesdites positions étant fonction des coordonnées GNSS des éléments graphiques personnalisés et des coordonnées pixel et GNSS des points d'ancrage,
■ calculer la position sur la représentation graphique du drone à voilure tournante, ladite position étant fonction des coordonnées GNSS du drone à voilure tournante et des coordonnées pixel et GNSS des points d'ancrage, et
■ transférer au module d'affichage les positions des éléments graphiques personnalisés et du drone à voilure tournante,
ledit module d'affichage est configuré pour permettre alors sélectivement d'afficher une carte personnalisée de l'environnement extérieur, à partir des informations reçues du module de cartographie, ladite carte personnalisée comportant une représentation graphique de l'environnement extérieur, au moins deux éléments graphiques personnalisés, une représentation du drone à voilure tournante.
[0012] Ce dispositif de positionnement et de contrôle permet notamment à un opérateur de mieux estimer la position du drone dans son environnement. En effet, les éléments graphiques personnalisés pourront lui servir d'éléments de repère pour positionner le drone mais également pour positionner un emplacement cible qu'il souhaite rejoindre avec le drone. De même, le fait que la représentation graphique ne soit pas une photographie (aérienne, terrestre ou satellite) mais une représentation de la réalité, comme par exemple un dessin, une image vectorisée ou encore une modélisation, permet à l'opérateur de profiter d'une représentation simplifiée par rapport à la réalité qui là aussi lui permet de mieux estimer la position du drone dans son environnement. Cette meilleure estimation de la position du drone permettra à l'opérateur, lors de la mise en œuvre de ce système de gagner des secondes qui seront précieuses pour des applications de sauvetage par exemple. [0013] Selon d'autres caractéristiques optionnelles du dispositif :
- les éléments graphiques personnalisés sont associés à des coordonnées GNSS correspondant à des objets présents dans l'environnement extérieur afin de faciliter pour l'opérateur la correspondance entre une visualisation sur l'écran et une visualisation dans l'environnement. Cela permet un gain de temps très significatif sur le positionnement du drone dans l'environnement.
- les éléments graphiques personnalisés peuvent être sélectionnés parmi : une bouée, une zone dangereuse telle une baïne, un rocher, un arbre, un banc de sable, un couloir de passage temporaire, un drapeau, un bâtiment de préférence en bois tel un mirador, le sommet d'une dune et un chemin d'accès. Les objets à l'origine des éléments graphiques personnalisés mentionnés ci-dessus ne sont pas souvent géo- localisés et ne le sont pas dans les applications classiques de positionnement et de contrôle de drone à voilure tournante. Pourtant, dans le dispositif proposé par les inventeurs, la géolocalisation et la représentation de ces éléments graphiques personnalisés dans une carte personnalisée permet à l'opérateur de s'approprier au mieux l'environnement extérieur qu'il doit faire parcourir au drone à voilure tournante et ainsi, cela lui fait gagner du temps.
- la carte personnalisée comprend au moins quatre éléments graphiques personnalisés.
En effet, les inventeurs ont remarqués qu'avec au moins quatre éléments graphiques personnalisés il était plus facile pour l'opérateur de se projeter dans l'environnement et donc de guider plus efficacement le drone.
- le module d'affichage est configuré de telle façon à ce que les dimensions de représentation du drone à voilure tournante sur la représentation graphique soient corrélées à l'altitude du drone à voilure tournante. Cela permet à l'opérateur d'avoir plus rapidement une information sur la hauteur du drone
- la représentation graphique dudit environnement extérieur n'est pas entièrement géo- localisée. Contrairement à la plupart des systèmes de géolocalisation, la représentation graphique n'est pas entièrement géo localisée ce qui permet d'alléger le système et accélérer son fonctionnement. - le dispositif comprend en outre un module de localisation, et le module d'affichage comprend en outre une surface tactile, ledit module de localisation étant configuré pour i) identifier un point de contact sur la surface tactile, ledit point de contact étant caractérisé par des coordonnées pixel, et ii) calculer les coordonnées GNSS associées au point de contact à partir de ses coordonnées pixel ainsi que des coordonnées pixel et GNSS associées aux points d'ancrage et/ou aux éléments graphiques personnalisés. Cette méthode de localisation par contact avec l'écran permet de rapidement positionner un élément supplémentaire sur la carte personnalisée. Le calcul des coordonnées GNSS se faisant à partir de la relation coordonnées pixel / coordonnées GNSS des points d'ancrage et/ou des éléments graphique personnalisés, cela permet de rapidement attribuer une géolocalisation estimée correspondant au point de contact. Par exemple, connaissant les coordonnées GNSS du point de contact, l'opérateur, dans le cas d'une opération de sauvetage, peut directement les transmettre à d'autres sauveteurs et ainsi gagner de précieuses secondes pour l'opération. le dispositif comprend en outre un module de marée configuré pour calculer les coordonnées GNSS et les coordonnées pixel d'au moins une position du front d'eau dans ledit environnement extérieur à un instant t, à partir de données relatives aux hauteurs d'eau et/ou aux coefficients de marée dans ledit environnement extérieur à un instant fc. Les coordonnées pixel calculées de cette ou ces positions du front d'eau peuvent être transférées au module d'affichage puis utilisées par le module d'affichage pour représenter le front d'eau dans la carte personnalisée de l'environnement extérieur. Les coordonnées GNSS calculées de cette ou ces positions du front d'eau peuvent être transférées à un module d'itinéraire puis utilisées par le d'itinéraire pour calculer l'itinéraire le plus court vers un emplacement cible. Ce module de calcul de marée a l'avantage de permettre le calcul à chaque instant de la position d'un front d'eau. Dans les environnements côtiers, un tel module couplé à la carte personnalisé permet à l'opérateur de disposer d'une représentation conforme à la réalité via le module d'affichage du dispositif de positionnement et de contrôle du drone. Il peut ainsi, mieux estimer la position du drone et/ou d'un emplacement cible au sein de l'environnement extérieur. le dispositif comprend en outre un module vidéo configuré pour traiter un signal vidéo provenant d'une ou plusieurs camera(s) portées par le drone, ledit le module vidéo étant configuré de façon à ajouter, en superposition à un flux vidéo, une représentation graphique de ciblage lorsque les deux conditions suivantes sont remplies : le drone est situé à une altitude d'au plus 15 mètres, et la caméra générant le flux vidéo filme une zone située en dessous du drone selon un axe d'environ 90° par rapport au sol ou à une zone d'eau. Cette caractéristique permet d'assurer à l'opérateur un largage précis d'un éventuel objet transporté par le drone.
[0014] L'invention porte en outre sur système de pilotage de drone à voilure tournante comportant i) un dispositif de positionnement et de contrôle selon l'invention, et ii) un drone à voilure tournante comprenant un module de communication configuré pour communiquer avec le dispositif de positionnement et de contrôle, et un module de géolocalisation, et permettre le pilotage par ledit dispositif de positionnement et de contrôle.
[0015] De façon avantageuse, le drone à voilure tournante comprend un module d'attache et un ordinateur de bord connecté au module de communication, ledit ordinateur de bord étant configuré pour sélectivement actionner un module d'attache. Ledit module d'attache peut retenir différents équipements destinés à venir à aide une personne en difficulté tels que : une bouée, un défibrillateur, ou une trousse de premiers secours. Le système de pilotage de drone à voilure tournante selon l'invention est particulièrement avantageux dans un contexte de sauvetage de personnes en zone côtière. En effet, un tel système va bénéficier largement de type de module d'attache capable de larguer une bouée à destination de personnes présumées en détresse.
[0016] L'invention porte également sur un procédé de positionnement d'un drone à voilure tournante, en environnement extérieur, comprenant :
l'établissement d'une connexion entre un dispositif de positionnement et de contrôle et un drone à voilure tournante, via deux modules de communication, - l'établissement d'une connexion entre le drone à voilure tournante et un module de cartographie du dispositif de positionnement et de contrôle,
- la mesure et la transmission des coordonnées GNSS du drone à voilure tournante par un module de géolocalisation au module de cartographie,
- le chargement, dans le module de cartographie, de la composition en pixel d'un fichier image, ledit fichier image comportant une représentation graphique dudit environnement extérieur, - l'association d'au moins deux points d'ancrage à ladite composition en pixel du fichier image, lesdits points d'ancrage comportant des coordonnées pixel associées audit fichier image et des coordonnées GNSS correspondantes associées à l'environnement extérieur,
- le calcul des positions sur la représentation graphique d'au moins deux éléments graphiques personnalisés associés à des coordonnés GNSS, lesdites positions étant fonction des coordonnées GNSS des éléments graphiques personnalisés et des coordonnées pixel et GNSS des points d'ancrage,
- le calcul de la position sur la représentation graphique du drone à voilure tournante, ladite position étant fonction des coordonnées GNSS du drone à voilure tournante et des coordonnées pixel et GNSS des points d'ancrage, et
- la transmission des positions des éléments graphiques personnalisés et du drone à voilure tournante depuis le module de cartographie au module d'affichage,
- l'affichage d'une carte personnalisée de l'environnement extérieur par le module d'affichage ledit affichage d'une carte personnalisée de l'environnement extérieur comportant :
o l'affichage d'une représentation graphique de l'environnement extérieur, o l'affichage des éléments graphiques personnalisés associés à des coordonnés
GNSS et positionnées sur la représentation graphique de l'environnement extérieur en fonction de leurs coordonnées GNSS, et
o l'affichage d'une représentation du drone à voilure tournante, positionnée sur la représentation graphique de l'environnement extérieur en fonction des coordonnées GNSS du drone à voilure tournante.
Un tel procédé permet à un opérateur de mieux estimer la position du drone à voilure tournante dans son environnement et de gagner des secondes qui seront précieuses pour des applications de sauvetage par exemple. De préférence l'environnement extérieur est un environnement marin ou lacustre.
[0017] Selon d'autres caractéristiques optionnelles du procédé :
Le procédé comprend en outre une étape de l'affichage d'une représentation d'un front d'eau à un instant ti positionnée, sur la représentation graphique de l'environnement extérieur, en fonction des coordonnées GNSS d'au moins une position prédite ou estimée du front d'eau à cet instant ti. La plupart des systèmes actuels ne sont pas dynamique et ne permettent pas d'afficher à un instant ti la position prédite du front d'eau à cet instant. - le procédé comprend en outre une étape de positionnement d'un front d'eau à un instant t comprenant :
-le chargement, dans un module de marée du dispositif de positionnement et de contrôle, de données relatives aux hauteurs d'eaux et/ou aux coefficients de marée relatifs à l'environnement extérieur,
- le pilotage pour le survol par le drone à voilure tournante de la ligne d'eau à un instant ti ,
- la transmission au module de marée d'au moins une coordonnée GNSS associée à la ligne d'eau à un instant ti ,
- Le pilotage pour le survol par le drone à voilure tournante de la ligne d'eau à un instant t2,
- la transmission au module de marée d'au moins une coordonnée GNSS associée à la ligne d'eau à un instant t2,
- le calcul par le module de marée des coordonnées GNSS et des coordonnées pixel d'au moins une position du front d'eau dans ledit environnement extérieur à un instant fc, ledit calcul prenant en compte les données relatives aux hauteurs d'eau ou aux coefficients de marée dans ledit environnement extérieur aux instants t, ti et t2 ainsi que les coordonnées GNSS associées aux lignes d'eau aux instants ti et t2.
- l'affichage par le module d'affichage d'une représentation du front d'eau à un instant fc, positionné sur la représentation graphique de l'environnement extérieur en fonction des coordonnées GNSS d'au moins une position du front d'eau. Dans les environnements extérieurs, de préférence marins et plus particulièrement dans les zones côtières, une telle étape couplée à l'affichage de la carte personnalisé permet à l'opérateur de disposer d'une représentation conforme à la réalité. Il peut ainsi, mieux estimer la position du drone et/ou d'un emplacement cible au sein de l'environnement marin.
- Il comprend en outre le positionnement d'un emplacement cible sur la carte personnalisée de l'environnement extérieur, ledit positionnement comprenant les étapes de :
o identifier un point de contact sur une surface tactile du module d'affichage, ledit point de contact étant caractérisé par des coordonnées pixel, o calculer les coordonnées GNSS associées au point de contact à partir de ses coordonnées pixel ainsi que des coordonnées pixel et GNSS associées aux points d'ancrage et/ou aux éléments graphiques personnalisés, lesdites coordonnées GNSS associées au point de contact correspondant aux coordonnées GNSS estimées de l'emplacement cible, et
o l'affichage d'un élément graphique représentant l'emplacement cible sur la carte personnalisée de l'environnement extérieur au niveau dudit point de contact sur la surface tactile.
Lors de cette étape, l'opérateur a seulement à réaliser un contact avec une surface tactile de l'écran d'affichage (e.g. avec son doigt ou un stylet) afin de positionner rapidement un élément supplémentaire sur la carte personnalisée. Ici également, le calcul des coordonnées GNSS se fait rapidement et, dans le cas d'une opération de sauvetage, l'opérateur peut directement les transmettre à d'autres sauveteurs et ainsi gagner de précieuses secondes pour l'opération.
- Il comprend en outre une étape d'établissement d'un itinéraire de navigation depuis un emplacement de départ jusqu'à l'emplacement de cible comprenant :
o la réception, par un module d'itinéraire du dispositif de positionnement et de contrôle, des coordonnées GNSS estimées de l'emplacement cible, o le chargement par le module d'itinéraire des coordonnées GNSS d'au moins une zone de vol interdit,
o le calcul d'un plan de navigation comprenant :
■ le calcul d'une première étape du plan de navigation ne comprenant aucun survol de zone de vol interdit, et
■ le calcul d'une dernière étape du plan de navigation, ladite dernière étape comprenant seulement un vol en ligne droite, survolant exclusivement une zone d'eau, jusqu'à l'emplacement cible.
Cette étape du procédé selon l'invention permet de réduire les manipulations effectuées par l'opérateur et optimiser le déplacement du drone vers un emplacement cible. Ainsi, dans le cas d'une opération urgente, telle une opération de sauvetage, elle augmente la rapidité d'intervention. [0018] D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, en référence aux Figures annexées :
• la Figure 1 présente la photographie d'un drone à voilure tournante pouvant être utilisé dans le cadre de l'invention.
• les Figure 2A et 2B, représentent les schémas de composition d'un drone à voilure tournante (A) et d'un dispositif de positionnement et de contrôle (B) selon l'invention.
• La Figure 3 représente le schéma d'un procédé de positionnement et de contrôle selon l'invention.
• La Figure 4 représente le schéma d'une étape de positionnement du front d'eau selon l'invention.
• La Figure 5 représente le schéma d'une étape de positionnement d'un emplacement cible sur la carte personnalisée via une surface tactile.
· La Figure 6 représente le schéma d'une étape de calcul d'un plan de navigation selon l'invention.
• La Figure 7 représente la carte personnalisée d'un environnement extérieur selon l'invention.
• La Figure 8 représente le schéma d'un procédé de création d'une carte personnalisée d'un environnement extérieur selon l'invention.
[Description de l'invention]
[0019] Dans la suite de la description, on entend par « drone à voilure tournante », un dispositif volant, sans pilote à bord, dont la sustentation est assurée par au moins un rotor entraîné par un moteur. Par exemple un hélicoptère, est équipé d'un rotor principal assurant sa sustentation et sa propulsion et d'un second rotor en queue. Un quadricoptère est quant à lui équipé de quatre rotors entraînés par leurs moteurs respectifs.
[0020] On entend par « environnement extérieur », un lieu extérieur en opposition à l'intérieur d'un bâtiment. De préférence, l'invention trouve une application dans les environnements extérieurs comportant peu de points de repère référencés tels que des lieux peu urbanisés comme les environnements de montagne, les plaines ou les forêts ou les environnements marins et plus particulièrement les zones côtières. [0021 ] On entend par « représentation graphique de l'environnement extérieur », un dessin ou un schéma de l'environnement extérieur dans lequel le drone est amené à évoluer. Le terme représentation graphique est utilisé en opposition aux photographies aériennes ou photographies satellites. Ainsi, la représentation graphique n'est pas une image réelle mais une représentation de la réalité. Cette représentation graphique peut par exemple être un dessin, un schéma ou une image représentant l'environnement extérieur où le drone doit être opérer. Les représentations graphiques selon l'invention peuvent être réalisées par différents logiciels de dessins tels que Photoshop, Inkscape, Gimp, Paintshop Pro. La représentation graphique peut également être une modélisation en trois dimensions de l'environnement extérieur ou une photo transformée de façon à par exemple la simplifier. La représentation graphique peut être enregistrée dans tous les formats correspondants aux images comme par exemple : jpeg, png, tiff, bmp.
[0022] L'expression « sélectivement afficher une carte » au sens de l'invention signifie que le module d'affichage est configuré pour afficher une carte mais que l'opérateur peut choisir d'afficher cette carte ou une autre information sur module d'affichage tel qu'un flux vidéo. L'opérateur peut choisir d'afficher la carte personnalisée ou la représentation graphique et de l'associer à d'autres informations par exemple en superposition (e.g. pour des éléments graphiques ou des données relatives au drone) ou en parallèle via un partage de la surface d'affichage (par exemple pour le flux vidéo).
[0023] Par « emplacement cible », on entend au sens de l'invention, un emplacement d'intérêt, par exemple la position dans l'environnement extérieur que l'opérateur souhaite voir atteinte par le drone à voilure tournante.
[0024] Par « zone dangereuse », on entend au sens de l'invention un emplacement, au sein de l'environnement extérieur, considéré par des sauveteurs comme étant associé à un plus grand risque d'accident ou une plus grande mortalité que les autres emplacements de l'environnement extérieur. Par « associé à un plus grand risque », il faut comprendre lié à une majorité des cas d'accident ou bien associé à la zone rassemblant le plus grand nombre de cas d'accident ou de mortalité.
[0025] Par « baïne », aussi appelé bâche, sillon de plage et sillon pré littoral, on entend au sens de l'invention une cuvette formée en zone côtière, visible à marée basse et pouvant atteindre 100 mètres de large et 4 à 5 mètres de profondeur. Une baïne entraine la présence sur la zone côtière de forts courants pouvant entraîner les baigneurs au large.
[0026] Par « coordonnées pixel », on entend la position d'un pixel dans une image telle que définie par un fichier image. Cette position est généralement liée à la composition en pixel du fichier image, c'est-à-dire à la résolution de l'image, et à la position dudit pixel par rapport aux autres pixels en hauteur et en largeur de l'image. Les coordonnées pixel définissent une position dans une image et donc par exemple la position d'un élément graphique dans une représentation graphique.
[0027] Par « coordonnées GNSS », on entend les coordonnées de géolocalisation, exprimée en latitude et longitude. Les coordonnées GNSS (Global Navigation Satellite System) peuvent également comprendre les valeurs de hauteur qui ne sont pas utilisées dans le cadre de les conversions coordonnées Pixel <> coordonnées GNSS selon l'invention.
[0028] Par « environnement marin », on entend au sens de l'invention un environnement extérieur comprenant une mer ou un océan. Par exemple, les environnements marins selon l'invention comprennent les zones côtières et les zones en plein mer qu'elles soient proches ou non d'installations humaines (e.g. plateformes pétrolières, bateaux de croisière).
[0029] Par « front d'eau », on entend au sens de l'invention la démarcation entre la terre (le rivage) et une zone d'eau, la zone d'eau pouvant être par exemple une mer, un océan ou un grand lac. Dans le cas de l'océan ou de certaines mers, la démarcation entre la terre et la zone d'eau peut évoluer dans le temps, par exemple soit fréquemment en présence de vagues soit à plus longue échelle en présence de marée. Dans le cas d'une évolution fréquente par exemple due aux vagues, le front d'eau correspond à la démarcation moyenne par exemple sur 5 minutes entre la terre et la zone d'eau.
[0030] Dans la suite de la description, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments.
[0031 ] Selon un premier aspect, l'invention porte sur un dispositif de positionnement et de contrôle 2 d'un drone à voilure tournante 1 , dans un environnement extérieur.
[0032] La Figure 1 présente un drone à voilure tournante 1 pouvant être utilisé dans le cadre de l'invention. Comme cela est montré dans la figure 1 , le drone à voilure tournante 1 comprend un module de communication 10, un module de géolocalisation 15 et au moins un rotor 13 entraîné par un moteur 12.
[0033] Le module de communication 10 est configuré pour communiquer avec le dispositif de positionnement 2. La communication peut se faire via les ondes radios et un émetteur/récepteur à deux voies. De préférence, les deux modules de communications 10 et 20 communiquent selon au moins deux fréquences radios différentes choisies sur une plage de fréquences allant de 2 à 6 GHz. [0034] Le module de géolocalisation 15 est apte à mesurer des coordonnées GNSS et configuré pour envoyer les coordonnées GNSS du drone à voilure tournante 1 au dispositif de positionnement 2 via le module de communication 10. Le drone à voilure tournante utilisé dans le cadre de l'invention comporte un dispositif de type système de positionnement par satellites aussi appelé radio GNSS (Global Navigation Satellite System). Cette radio GNSS peut par exemple se baser sur des systèmes GPS, GLONASS, Galilelo, Compass, IRNSS, et/ou QZSS. De préférence, le module de géolocalisation selon l'innovation est basé sur au moins un système de radio GNSS sélectionné parmi : GPS, GLONASS, Galilelo et Compass. De façon plus préférée, le module de géolocalisation selon l'innovation est basé sur au moins deux systèmes de radio GNSS sélectionné parmi : GPS, GLONASS, Galilelo et Compass.
[0035] Ce drone comporte au moins un rotor 13 entraîné par un moteur 12 contrôlable pour piloter le drone à voilure tournante 1 en attitude et en vitesse. Le ou les moteurs 12 sont contrôlés par un contrôleur de vol 1 1 permettant ainsi un pilotage du drone à voilure tournante 1 . Le contrôleur de vol 1 1 peut être configuré pour communiquer avec un module de navigation 21 via les modules de communications 10 et 20. Le contrôleur de vol 1 1 est par exemple composé d'un circuit intégré comportant un microprocesseur et des entrées/sorties le liant à des capteurs externes (e.g. accéléromètre, gyroscope, centrale à inertie, baromètre) et à une ou plusieurs batteries 14. De préférence, le drone comporte au moins deux rotors 13 et de façon encore plus préférée au moins quatre rotors 13. Ainsi, de préférence le drone à voilure tournante 1 utilisé dans le cadre de l'invention est de préférence un tricoptère ou un quadricoptère.
[0036] Le drone à voilure tournante 1 comporte également une ou plusieurs batterie(s) 14.
[0037] La Figure 2 schématise la composition d'un drone à voilure tournante 1 utilisable dans le cadre de l'invention (Figure 2A) ainsi que le dispositif de positionnement et de contrôle 2 (Figure 2B) selon l'invention.
[0038] Le dispositif de positionnement et de contrôle 2 comprend un module de communication 20, un module de navigation 21 , et un module d'affichage 22.
[0039] Le module de communication 20 est configuré pour communiquer avec le drone à voilure tournante 1 par l'intermédiaire du module de communication 10 du drone 1 . Comme vu précédemment, le module de communication 20 échange avec le drone par l'intermédiaire d'une liaison de type radio. [0040] Le module de navigation 21 est configuré pour transmettre au contrôleur de vol 1 1 les informations relatives au tangage, à l'élévation, au lacet et au roulis de façon à contrôler les déplacements du drone à voilure tournante 1 .
[0041 ] Le module d'affichage 22 peut par exemple comprendre un écran d'une surface d'au moins 40 cm2 et d'une résolution de préférence supérieure à 1024 * 768.
[0042] Le module de cartographie 25 étant configuré pour :
■ charger la composition en pixel d'un fichier image, ledit fichier image comportant une représentation graphique 31 dudit environnement extérieur,
Différents formats de fichier image peuvent être utilisés. De préférence le format du fichier image est sélectionné parmi : jpeg, png, tiff, bmp. Le fichier image doit être composé de pixel. En effet, ceux sont les pixels qui permettront de positionner des éléments graphiques personnalisés 32 et le drone à voilure tournante 1 sur la représentation graphique de l'environnement 31 . Le module de cartographie 25 est apte à identifier la composition en pixel, c'est-à-dire la résolution du fichier image utilisé pour représenter l'environnement extérieur.
■ associer à ladite composition en pixel du fichier image au moins deux points d'ancrage 33, lesdits points d'ancrages 33 comportant des coordonnées pixel associées audit fichier image et des coordonnées GNSS correspondantes associées à l'environnement extérieur,
Le module de cartographie est configuré pour lier au moins deux points d'ancrage 33 au fichier image représentant l'environnement extérieur et plus particulièrement à la composition en pixel du fichier image. Cette capacité permet à ce qu'au moins deux points de la représentation graphique 31 soient associés à des coordonnées GNSS.
■ calculer les positions sur la représentation graphique d'au moins deux éléments graphiques personnalisés 32 associés à des coordonnés GNSS, lesdites positions étant fonction des coordonnées GNSS des éléments graphiques personnalisés 32 et des coordonnées pixel et GNSS des points d'ancrage 33,
Le module de cartographie est configuré pour calculer les coordonnées pixel des éléments graphiques personnalisés 32 en fonction d'une part de leurs coordonnées GNSS et d'autre part coordonnées pixel et GNSS des points d'ancrage 33.
■ calculer la position sur la représentation graphique du drone à voilure tournante 1 , ladite position étant fonction des coordonnées GNSS du drone à voilure tournante 1 et des coordonnées pixel et GNSS des points d'ancrage 33 et/ou des éléments graphiques personnalisés 32, et
Le module de cartographie est configuré pour calculer les coordonnées pixel du drone à voilure tournante 1 en fonction d'une part de ses coordonnées GNSS et d'autre part coordonnées pixel et GNSS des points d'ancrage 33 et/ou des coordonnées pixel et GNSS des éléments graphiques personnalisés 32.
■ transférer au module d'affichage 22 les positions des éléments graphiques personnalisés 32 et du drone à voilure tournante 1 ,
Le module de cartographie est configuré pour transférer les données calculées au module d'affichage 22 afin qu'il affiche les représentations des éléments graphiques personnalisés 32 et du drone à voilure tournante 1 en superposition de la représentation graphique 31 de l'environnement extérieur.
[0043] En outre, le module d'affichage 22 est configuré pour sélectivement afficher une carte personnalisée 3 de l'environnement extérieur. Pour cela, le module d'affichage 22 comporte des moyens de sélection par un opérateur d'une carte personnalisée 3, ledit module d'affichage 22 étant configuré pour permettre alors sélectivement d'afficher ladite carte personnalisée 3 de l'environnement extérieur.
[0044] La carte personnalisée 3 de l'environnement extérieur selon l'invention comporte une représentation graphique 31 de l'environnement extérieur. Les inventeurs ont déterminé que l'utilisation d'une carte personnalisée 3 se basant sur une photographie satellite donne de moins bons résultats en termes de performance et de rapidité d'exécution de la procédure de sauvetage que des représentations graphiques. En effet, la représentation graphique 31 permet à l'opérateur de prendre en main plus facilement le dispositif de positionnement et de contrôle 2 et d'obtenir des performances améliorées en termes de pilotage du drone 1 dans son environnement extérieur. Les photos satellites peuvent être de résolution insuffisante et d'autre part les photos aériennes ou les photos satellites comportent de nombreux objets venant polluer la vision de l'opérateur. Ainsi, l'utilisation d'une carte personnalisée 3 selon l'invention incluant une représentation graphique 31 est très avantageuse lors d'actions de sauvetage mais également lors pour les autres applications où il est nécessaire de rapidement positionner un drone dans son environnement (sauvetage en mer ou sur terre, dépôt d'objets par exemple des médicaments en urgence, diagnostic de site sinistré...). De façon avantageuse, la représentation graphique 31 selon l'invention est une image pixélisée. [0045] La représentation graphique 31 de l'environnement extérieur selon l'invention représente généralement des surfaces comprises entre 100 m2 et 15 km2, de préférence des surfaces comprises entre 500 m2 et 4 km2 En effet, l'utilisation d'une cartographie de taille contrôlée permet une rapidité d'exécution plus importante. La représentation graphique de l'environnement extérieur peut être sauvegardée via n'importe quel type de fichier image.
[0046] La représentation graphique 31 peut par exemple représenter une vue selon un axe formant un angle de 90 ° par rapport au sol ou bien, une vue selon un axe formant un angle inférieur à 90 ° par rapport au sol, de préférence inférieur à 75° .
[0047] Le module d'affichage 22 peut également superposer à la carte personnalisée 3 une grille réglable d'échelle aux dimensions normalisées permettant de visualiser rapidement les distances réelles séparant les différents éléments graphiques personnalisés. Cette grille réglable d'échelle peut par exemple être paramétrée pour afficher des pas de 1 m à 100 m.
[0048] En outre, la représentation graphique 31 de l'environnement extérieur inclut au moins deux points d'ancrages 33 associés à des coordonnées pixel et des coordonnées GNSS. Ces points d'ancrages 33 sont de préférence situés aux extrémités de la carte. Par exemple elles peuvent correspondre au premier pixel (e.g. en haut à gauche) et au dernier pixel (en bas à droite). De préférence, la représentation graphique 31 n'est pas entièrement géo-localisée. En effet, une géolocalisation de l'ensemble des points de la représentation graphique pourrait entraîner une lourdeur dans la gestion de cette image par le dispositif. Par ailleurs, de préférence seules les coordonnées GNSS de latitude et de longitude sont prises en compte.
[0049] La représentation graphique 31 peut subir des transformations de façon à améliorer encore la prise en main par l'opérateur. Par exemple l'orientation de la carte représentative de l'environnement extérieur peut être modifiée. Une fois l'orientation modifié, une donnée de cap sera associée à la carte de façon ce que le dispositif de contrôle soit en mesure de recalculer les coordonnées GNSS de façon exacte.
[0050] De même, l'opérateur peut avoir besoin de zoomer sur la carte ou le dispositif d'affichage peut représenter cette carte sous différents format / résolution. Ces informations pourront être stockées sur le dispositif de positionnement et de contrôle 3.
[0051 ] La carte personnalisée 3 de l'environnement extérieur selon l'invention comporte des éléments graphiques personnalisés 32 associés à des coordonnés GNSS. Ces éléments graphiques personnalisés 32 sont positionnés sur la représentation graphique 31 de l'environnement extérieur en fonction de leurs coordonnées GNSS. [0052] Dans des lieux comprenant peu de points de repère référencés cela permet d'ajouter des éléments graphiques de référence afin de faciliter pour l'opérateur la correspondance entre une visualisation sur l'écran et une visualisation dans l'environnement. En effet, dans les environnements dégagés, la perception de la profondeur peut être faussée et l'opérateur peut avoir des difficultés à diriger rapidement le drone 1 vers un emplacement cible. Un des objectifs de l'invention est de proposer à l'opérateur, par exemple un sauveteur, de visualiser au mieux la position d'une cible, par exemple une potentielle victime notamment par rapport au drone à voilure tournante 1 .
[0053] Pour cela, le module d'affichage 22 est configuré pour afficher une carte personnalisée 3 comportant des éléments graphiques personnalisés 32. Ces éléments graphiques personnalisés 32 ont de préférence été configurés par l'opérateur et ont été associés à des coordonnées GNSS correspondant à des objets présents dans l'environnement extérieur. De préférence, les éléments graphiques personnalisés 32 que comporte cette carte personnalisée 3 sont liés à des objets de l'environnement extérieur qui ne sont généralement pas référencés lors d'établissement de cartes de géolocalisation. Par exemple, en opposition à des bâtiments fabriqués en pierre, ces objets ont une position qui peut assez rapidement évoluer. Néanmoins leur présence dans la carte personnalisée 3 permet à l'opérateur d'établir plus facilement une correspondance entre ce qu'il voit via le dispositif d'affichage et son environnement extérieur. Ainsi, de préférence, les éléments graphiques personnalisés 32 comprennent des éléments graphiques personnalisés correspondant à des objets sélectionnés parmi : une bouée 32a, une zone dangereuse 32b telle une baïne, un rocher 32c, un arbre 32d, un couloir de passage temporaire 32e, un banc de sable 32j, un drapeau 32f, un bâtiment de préférence en bois tel un mirador 32g, le sommet d'une dune 32h et un chemin d'accès 32i. De façon plus préférée, les éléments graphiques personnalisés 32 comprennent des éléments graphiques personnalisés correspondant à des objets sélectionnés parmi : une bouée 32a, une zone dangereuse 32b telle une baïne, un banc de sable 32j, un rocher 32c, un arbre 32d, un drapeau 32f et un chemin d'accès 32i.
[0054] De préférence, la carte personnalisée 3 comprend au moins quatre éléments graphiques personnalisés 32. De façon plus préférée, la carte personnalisée 3 comprend au moins huit éléments graphiques personnalisés 32. De façon encore plus préférée, la carte personnalisée 3 comprend au moins dix éléments graphiques personnalisés 32.
[0055] L'accumulation de ces éléments sur une carte peut permettre à l'opérateur de mieux s'immerger dans la carte, d'améliorer sa perception de profondeur et de faciliter la création d'une correspondance entre ce qu'il voit via le dispositif d'affichage et son environnement extérieur. Dans des applications de sauvetage, cela va lui permettre d'arriver plus rapidement à sa cible pour vérifier sa condition et agir si nécessaire.
[0056] Enfin, la carte personnalisée 3 de l'environnement extérieur selon l'invention comporte une représentation 35 du drone à voilure tournante 1 , positionnée sur la représentation graphique 31 de l'environnement extérieur en fonction des coordonnées GNSS du drone à voilure tournante 1 envoyées au dispositif de positionnement 2 via le module de communication 10. En outre, le module d'affichage peut être configuré de telle façon à ce que l'altitude du drone à voilure tournante 1 soit corrélée aux dimensions de représentation 35 du drone à voilure tournante 1 sur la représentation graphique 31 . De préférence, plus le drone 1 évolue à une altitude élevée, plus la représentation 35 du drone à voilure tournante 1 est de taille importante.
[0057] Outre la transmission par le drone à voilure tournante de ses coordonnées GNSS, la transmission des données depuis le drone au dispositif de contrôle du drone à voilure tournante peut inclure des métadonnées telles que la date et heure des prises de vue, la position GNSS, et l'orientation de la nacelle pour permettre une modélisation en 3D.
[0058] De façon particulière, le dispositif de positionnement et de contrôle 2 selon l'invention peut comprendre d'autres modules ou moyen permettant de renforcer ses avantages par rapport aux problèmes de l'état de la technique.
[0059] Ainsi, le dispositif de positionnement et de contrôle 2 selon l'invention peut comprendre en outre un module de localisation 24. Ce module de localisation 24 est configuré pour identifier un point de contact 23a sur une surface tactile 23 du module d'affichage 22. Lorsque l'opérateur utilisant un doigt, un stylet ou tout autre moyen de contact sur la surface tactile 23 du module d'affichage 22, le module de localisation est configuré pour identifier les coordonnées pixel de ce point de contact 23a sur la surface tactile 23.
[0060] Ensuite, le module de localisation 24 est en mesure de calculer les coordonnées GNSS associées au point de contact 23a à partir de ses coordonnées pixel ainsi que des coordonnées pixel et GNSS associées aux points d'ancrage 33. Il peut également utiliser les coordonnées pixel et GNSS associées aux éléments graphiques personnalisés 32.
[0061 ] De préférence, le calcul est fait au moment du contact et le module de localisation ne comporte pas en mémoire les coordonnées GNSS de tous les points de contacts possibles sur la surface tactile 23. Cela lui permet d'économiser des ressources. Le calcul peut par exemple être réalisé en considérant que l'environnement extérieur représenté par la représentation graphique 31 est plan, négligeant ainsi l'hémisphéricité de la planète. Cela réduit largement la complexité et donc le temps de calcul sans avoir de conséquences trop fortes sur la précision.
[0062] En outre, lors de la conversion des coordonnées pixel vers des coordonnées GNSS, il est nécessaire de prendre en compte l'orientation de la représentation graphique. Ainsi, si cette dernière n'est pas orientée vers le nord, il est nécessaire d'appliquer une transformation prenant en compte le cap de la représentation graphique 31 .
[0063] Enfin, le module de localisation 24 peut, de façon avantageuse, afficher un élément graphique de position 34 au niveau dudit point de contact sur la surface tactile. Cet élément graphique pourra être modifié par l'opérateur.
[0064] De façon avantageuse, le dispositif de positionnement et de contrôle 2 selon l'invention peut comprendre en outre un module de marée 27. Le module de marée 27 est configuré pour calculer les coordonnées GNSS et les coordonnées pixel d'au moins une position 37 du front d'eau dans ledit environnement extérieur à un instant t. Ce calcul est réalisé à partir de données relatives aux hauteurs d'eau et/ou aux coefficients de marée dans ledit environnement extérieur à un instant t.
[0065] Les données relatives aux hauteurs d'eau et/ou aux coefficients de marée dans ledit environnement extérieur peuvent être téléchargées puis stockées sur le dispositif de positionnement et de contrôle 2 du drone à voilure tournante 1 ou bien, elles peuvent être stockées sur un appareil distant (e.g. un serveur) et être consultées ponctuellement via une connexion wifi ou 3G/4G par exemple.
[0066] Le calcul peut être réalisé de plusieurs façons différentes qui seront décrites lors de la description de l'étape de positionnement 200 du front d'eau.
[0067] Une fois calculées, les coordonnées pixel de l'au moins une position 37 du front d'eau peuvent être transmises au module d'affichage 22 puis être utilisées pour représenter le front d'eau dans la carte personnalisée 3 de l'environnement extérieur selon l'invention.
[0068] Ces coordonnées pixel d'au moins une position 37 peuvent également être utilisées par un module d'itinéraire de façon à prendre en compte à un instant t la position du front d'eau lors de l'établissement de l'itinéraire. Cette possibilité peut s'avérer très avantageuse dans les environnements où la législation impose des contraintes différentes en fonction du positionnement du drone relativement au front d'eau (au-dessus de la terre ou au-dessus de l'eau). Ainsi, si le drone présente sur la terre des zones de survol interdit ou des limites de vitesse qui ne sont plus applicables lorsque le drone est au-dessus de l'eau, alors la détermination du front d'eau permettra au module d'itinéraire de proposer un itinéraire optimisé et gagner ainsi du temps. Avec de tels avantages, le module de marée 27 peut également être utilisé dans des dispositifs de positionnement et de contrôle de drone différents de celui de l'invention. Ainsi, selon un aspect, l'invention porte sur un dispositif de positionnement et de contrôle d'un drone à voiture tournante 1 caractérisé en ce qu'il comprend un module de marée 27 selon l'invention. [0069] Le dispositif de contrôle selon l'invention peut également comporter :
- un module d'itinéraire 26 configuré pour établir un plan de navigation tel que décrit dans la suite de la description de l'invention,
- un moyen de stockage 23 pouvant stocker notamment les cartes personnalisées 3, un module de commandes manuelles 29 configuré pour commander le déplacement du drone et pouvant comporter au moins deux joysticks,
- un module vidéo 28 configuré pour traiter le signal vidéo provenant d'une ou plusieurs camera(s) 14 portées par le drone 1 . Le module vidéo 28 peut par exemple transmettre des commandes de déplacement de l'angle de la caméra, ajouter des informations en superposition au flux vidéo ou stabiliser le flux vidéo grâce à un retraitement.
Selon un autre aspect, l'invention porte sur un système de pilotage de drone à voilure tournante comportant un dispositif de positionnement et de contrôle (2) selon l'invention et un drone à voilure tournante 1 apte à être contrôlé par ledit dispositif de positionnement et de contrôle 2.
[0070] Le drone à voilure tournante 1 selon l'invention peut présenter un poids comprit entre 0,5 kg et 6 kg, de préférence entre 2 kg et 4 kg.
[0071 ] En outre, le drone à voilure tournante 1 selon l'invention peut de façon avantageuse comprendre un module d'attache 17 et un ordinateur de bord 16 connecté au module de communication 10 et configuré pour actionner le module d'attache 17.
[0072] L'ordinateur de bord 16 peut permettre de contrôler les différents équipements installés sur le drone et cela de façon indépendante du contrôleur de vol 1 1 .
[0073] Le module d'attache 17 est apte à emporter des charges de plusieurs kilos, par exemple des charges comprises entre 0,1 et 8 kg, de préférence des charges comprises entre 0,5 et 3 kg.
[0074] Le module d'attache comprend un système d'ouverture/fermeture pouvant être commandé à distance, notamment depuis le dispositif de positionnement et de contrôle 2 du drone 1 . Ce système d'ouverture/fermeture peut reposer sur une répulsion d'aimants et inclut un verrouillage mécanique évitant ainsi au servomoteur de supporter la charge. En outre, la consommation du servomoteur reste nulle et n'affecte donc pas l'autonomie de la ou des batterie(s) 14. Le module d'attache 17 peut par exemple retenir une bouée 18.
[0075] En outre, le drone utilisable dans le cadre de l'invention peut également comporter une ou plusieurs caméra(s) gérée par le module vidéo 28. Une caméra peut générer un flux vidéo qui sera transmis en temps réel, par l'intermédiaire des modules de communication 10 et 20, au dispositif de positionnement et de contrôle 2. Une caméra est montée de préférence sur un système mobile lui permettant de pivoter selon un axe vertical de façon à fournir une vision à 360 °C autour du drone et cela sans que ce dernier ait à pivoter. De même le système mobile permet une rotation de la caméra selon un axe horizontal, lui permettant de filmer à l'aplomb du drone. De préférence, le champ de vision d'une caméra est tel qu'il permet de filmer un cercle d'au moins 50 mètres de diamètre à 100m d'altitude. En outre, la caméra montée sur le drone selon l'invention possède de préférence un zoom de 4 fois ou plus. En outre, le module vidéo 28 peut procéder au stockage des données d'image ou de vidéo dans les formats adéquates (Tiff, Jpeg, MP4, ...). De préférence, au moins deux caméras sont installées sur le drone à voilure tournante. Par exemple, le drone peut être équipé d'une caméra classique pour filmer dans le visible, ou d'une caméra thermique. En effet, dans le contexte de sauvetage, il est avantageux de disposer d'une caméra thermique, munie d'un capteur infrarouge, par exemple d'une résolution de préférence d'au moins 640 x 512 pixels pour une portée de 1 km de jour et d'une caméra dans le visible pouvant présenter une haute résolution de type 4Kx30 ou 1080px60 pour une portée de 2 kilomètres de jour. Alternativement, une seule caméra apte à filmer dans le visible et à capter des données thermique peut être utilisée.
[0076] De façon avantageuse, le module vidéo 28 est configuré de façon à ajouter en superposition au flux vidéo une représentation graphique de ciblage lorsque les deux conditions suivantes sont remplies :
- le drone est situé à une altitude d'au plus 15 mètres, de préférence d'au plus 10 mètres et
- la caméra générant le flux vidéo filme une zone située en dessous du drone selon un axe d'environ 90 ° (e.g. 90 ° plus ou moins 15°) par rapport au sol ou à la zone d'eau, c'est-à-dire lorsque le flux vidéo acquis par la caméra correspond à environ l'aplomb du drone à voilure tournante.
[0077] Dans un contexte de largage de charge sur un emplacement cible (par exemple le largage d'une bouée dans un contexte de sauvetage), une telle configuration du module vidéo 28 est particulièrement avantageuse. En effet, l'opérateur n'aura pas à vérifier l'altitude du drone lorsqu'il le positionnera au-dessus de l'emplacement cible, de même la représentation graphique de ciblage assurera à l'opérateur que la charge sera bien larguée à proximité de l'emplacement cible.
[0078] En outre, le drone à voilure tournante selon l'invention peut inclure :
- un parachute, de préférence un parachute à déclenchement non pyrotechnique apte à se déclencher par une commande (de préférence un système de double commande indépendante) ou en cas de défaut du drone ;
- des capteurs à ultrasons et/ou des caméras stéréoscopiques intégrés à un module anticollision ;
- un module de coupe circuit indépendant pouvant être déclenché à distance,
- un télémètre et des moyens pour acquérir l'altitude du drone par rapport au sol au moyen du télémètre,
- des moyens pour acquérir la vitesse horizontale du drone. La vitesse peut être calculée au regard des données GNSS mais d'autres systèmes peuvent être embarqués sur le drone de façon à calculer la vitesse du drone,
- une coque étanche avec des moyens de flottaison, étant donné qu'une des applications de ce système et l'utilisation de drone en environnement marin, ce dernier peut comporter des moyens de flottaison ainsi qu'une coque étanche permettant de protéger au moins temporairement le drone en cas d'amerrissage ;
- un module de stabilisation automatique en vol stationnaire, afin de libérer le sauveteur de la contrainte de piloter le drone lorsque qu'il est à proximité d'une victime potentielle, le drone peut comprendre un module de stabilisation de vol. Ce module peut notamment identifier la cible et commander les moteurs de façon à ce que le drone conserve une distance et une altitude donnée par rapport à la personne secourue.
- Un module de voix, comportant un hautparleur et un microphone permettant de communiquer avec les personnes se trouvant à proximité du drone.
[0079] La figure 3 présente un procédé de positionnement et de contrôle d'un drone à voilure tournante 1 pouvant être mis en œuvre avec le dispositif de positionnement et de contrôle 2 selon l'invention.
[0080] En effet, selon un autre aspect, l'invention porte sur un procédé de positionnement et de contrôle de drone à voilure tournante 1 , en environnement extérieur, de préférence en environnement non urbain tel que par exemple en environnement marin, lacustre ou en plaine, montagne, forêts. De façon plus préférée, l'invention porte sur un procédé de positionnement et de contrôle de drone à voilure tournante 1 , en environnement marin.
[0081 ] Le procédé 100 de positionnement et de contrôle d'un drone à voilure tournante 1 selon l'invention comprend l'établissement 1 10 d'une connexion entre un dispositif de positionnement et de contrôle 2 et un drone à voilure tournante 1 , tels que décrits précédemment.
[0082] Le procédé 100 comprend en outre un ensemble d'étapes, pouvant être mises en œuvre par un module 25 de cartographie et permettant une cartographie rapide de l'environnement extérieur. Cet ensemble comprend :
l'établissement 121 d'une connexion entre le drone à voilure tournante 1 et un module de cartographie 25 du dispositif de positionnement et de contrôle 2,
la mesure et la transmission 122 des coordonnées GNSS du drone à voilure tournante 1 par un module de géolocalisation 15 au module de cartographie 25,
le chargement 123, dans le module de cartographie 25, de la composition en pixel d'un fichier image, ledit fichier image comportant une représentation graphique 31 dudit environnement extérieur,
l'association 124 d'au moins deux points d'ancrage 33 à ladite composition en pixel du fichier image, lesdits points d'ancrages 33 comportant des coordonnées pixel associées audit fichier image et des coordonnées GNSS correspondantes associées à l'environnement extérieur,
le calcul des positions 125 sur la représentation graphique d'au moins deux éléments graphiques personnalisés 32 associés à des coordonnés GNSS, lesdites positions étant fonction des coordonnées GNSS des éléments graphiques personnalisés 32 et des coordonnées pixel et GNSS des points d'ancrage 33,
le calcul de la position 126 sur la représentation graphique du drone à voilure tournante 1 , ladite position étant fonction des coordonnées GNSS du drone à voilure tournante 1 et des coordonnées pixel et GNSS des points d'ancrage 33, et
- la transmission 127 des positions des éléments graphiques personnalisés 32 et du drone à voilure tournante 1 depuis le module de cartographie 25 au module d'affichage 22.
[0083] Le procédé 100 comprend l'affichage 130 d'une carte personnalisée 3 de l'environnement extérieur par le module d'affichage 22. Cet affichage 130 d'une carte personnalisée 3 de l'environnement extérieur peut être décomposé en plusieurs sous- étapes :
l'affichage 131 d'une représentation graphique 31 de l'environnement extérieur, ladite représentation graphique 31 de l'environnement extérieur incluant au moins deux points d'ancrages 33 associés à des coordonnées pixel et des coordonnées GNSS, l'affichage 132 des éléments graphiques personnalisés 32 associés à des coordonnés GNSS et positionnés sur la représentation graphique 31 de l'environnement extérieur en de leurs coordonnées GNSS, et
l'affichage 135 d'une représentation 35 du drone à voilure tournante, positionnée sur la représentation graphique 31 de l'environnement extérieur en fonction des coordonnées GNSS du drone à voilure tournante 1 envoyées au dispositif de positionnement 2 via le module de communication 10.
[0084] L'ordre de ces sous-étapes n'a pas d'importance et de façon préférée, ces dernières s'exécutant très rapidement (par exemple en moins de 1 seconde, de préférence en moins de 0,5 secondes), l'opérateur ne sera probablement pas en mesure de distinguer l'ordre d'exécution de ces sous-étapes.
[0085] Le procédé 100 peut également comprendre une étape d'affichage 133, en superposition de la représentation graphique 31 , d'une grille réglable d'échelle aux dimensions normalisées permettant de visualiser rapidement les distances réelles séparant les différents éléments graphiques personnalisés. Par exemple, cette grille réglable d'échelle peut être configurée pour des pas de 1 m à 100 m.
[0086] Le procédé 100 peut également comprendre une étape de modification 134 de l'orientation de la représentation graphique 31 et donc de la carte personnalisée 3. En effet, un opérateur peut souhaiter représenter la carte personnaliser selon un angle de faisant pas face au nord. Le procédé 100 peut également comprendre une étape de rotation de la représentation graphique 31 .
[0087] Après l'étape 1 10 de connexion, le procédé 100 peut également comprendre une étape de vérification 1 1 1 de l'état du drone à voilure tournante. Par exemple, suite à l'établissement d'une connexion entre le drone 1 et le dispositif 2, ce dernier transmet une requête de vérification des modules. Il comporte par exemple une vérification de l'état de la ou des batterie(s) 14 ainsi que de l'état de fonctionnement de la radio GNSS et de la boussole. Si les paramètres sont validés, le dispositif de contrôle va afficher via le module d'affichage une représentation graphique 31 de l'environnement extérieur et va ajouter en superposition de ladite carte des éléments graphiques personnalisés 32, sinon un message d'erreur sera affiché par le module d'affichage 22. [0088] De façon avantageuse, le procédé 100 selon l'invention comprend en outre une étape de positionnement 200 d'un front d'eau à un instant ti. La localisation précise du front d'eau permet d'une part d'adapter la vitesse du drone et sa trajectoire en fonction du fait qu'il soit ou non au-dessus de l'eau et d'autre part cela permet via un dispositif d'affichage de représenter la zone côtière de façon à faciliter la localisation par l'opérateur du drone à voilure tournante et/ou d'un emplacement cible.
[0089] La figure 4 présente l'exemple d'une étape de positionnement du front de mer basé sur un relevé préalable de la ligne d'eau. Ainsi, de façon particulière, l'étape positionnement 200 d'un front d'eau comprend les sous-étapes suivantes :
- le chargement 210, dans un module de marée 27 du dispositif de positionnement et de contrôle 2, de données relatives aux hauteurs d'eaux et/ou aux coefficients de marée relatifs à l'environnement marin,
Les coefficients de marée et/ou les hauteurs d'eau peut être transférées au module de marée 27 via une connexion sans fil telle qu'une connexion Bluetooth, wifi, 4G ou tout autre protocole de transmission de données très haut débit mobile. Ces coefficients de marée et/ou ces hauteurs d'eau peuvent également être stockée sur le dispositif 2.
- le pilotage pour le survol 221 par le drone à voilure tournante 1 de la ligne d'eau à un instant t1 , et la transmission 231 au module marée 27 d'au moins une coordonnée GNSS associée à la ligne d'eau à un instant t1 .
Ces deux étapes peuvent être répétées comme cela est montré dans la figure 4 de façon à générer de nouvelles données relatives à t2. Ces étapes peuvent être encore répétées, par exemple tous les jours pendant une semaine de façon à accumuler un nombre important de données représentatives de la zone d'eau et ainsi améliorer la modélisation du front d'eau. De préférence, les étapes de pilotage pour le survol sont réalisées au moment des marées hautes ou des marées basses.
- le calcul 240 par le module marée 27 des coordonnées GNSS et des coordonnées pixel d'au moins une position 37 du front d'eau dans ledit environnement marin à un instant ti, ledit calcul prenant en compte les données relatives aux hauteurs d'eau ou aux coefficients de marée dans ledit environnement extérieur à aux instants ti, t1 et t2 ainsi que les coordonnées GNSS associées aux lignes d'eau aux instants t1 et t2.
Le module de marée établi ensuite à partir de ces points une modélisation de la ligne d'eau par exemple en fonction du coefficient de marée, des heures de marées haute et de marée basse, et de la position sur la plage. Cette modélisation permet de connaître à chaque instant une position estimée ou prédite de la ligne d'eau sur l'environnement extérieur considéré. Il y a donc une prédiction, via cette modélisation, de la position du front de l'eau en fonction du temps.
[0090] L'étape 200 du procédé 100 peut également comprendre une sous-étape d'affichage 250 par le module d'affichage 22 d'une représentation du front d'eau à un instant fc, positionnée sur la représentation graphique 31 de l'environnement extérieur en fonction des coordonnées GNSS d'au moins une position 37 du front d'eau. Cet affichage peut être réalisé en superposition de la carte personnalisée 3 venant par exemple dessiner une zone bleue représentant la masse d'eau et séparée de la terre par le front d'eau.
[0091 ] En environnement extérieur, l'opérateur et les dispositifs de contrôle de drone en général font face à la difficulté du positionnement du front d'eau. En effet, dans certains environnements la position du front d'eau peut présenter une différence de plusieurs dizaines de mètres en fonction de la marée basse ou de la marée haute.
[0092] Or, le front de mer est un repère extrêmement important pour l'opérateur dans un procédé de positionnement d'une cible. De même, de façon plus générale, la position du front de mer peut influer sur le pilotage du drone. En effet, la réglementation peut imposer des contraintes au-dessus du sol qui ne sont pas les même qu'au-dessus de l'eau.
[0093] Dans ces conditions, le positionnement du front d'eau dans un environnement extérieur et plus particulièrement en zone côtière apparaît comme une caractéristique particulièrement avantageuse dans le cadre du procédé de positionnement et de contrôle drone à voilure tournante mais également dans le cadre de procédé de positionnement et de contrôle autres que celui de l'invention. Ainsi, selon un autre aspect, l'invention porte sur procédé de positionnement et de contrôle d'un drone à voilure tournante 1 caractérisé en ce qu'il comprend une étape de positionnement 200 d'un front d'eau à un instant t, selon l'invention.
[0094] Dans le cadre de l'affichage 132 des éléments graphiques personnalisés 32 associés à des coordonnés GNSS, il existe de nombreuses méthodes de positionnement des éléments graphiques personnalisés 32 sur la représentation graphique 31 de l'environnement extérieur.
[0095] Il est possible par exemple de rentrer directement les coordonnées GNSS si elles sont connues de l'opérateur. Néanmoins, dans le cadre d'éléments graphiques personnalisés dit éphémères, il est assez rare que l'opérateur connaisse la position GNSS de ces éléments.
[0096] Ainsi, de façon préférée, il est possible d'utiliser un drone comme moyen d'obtention de ces coordonnées. Il suffit ainsi de positionner le drone en vol, au-dessus de l'objet à positionner comme élément graphique personnalisé 31 dans la carte personnalisé 3 puis de charger les coordonnées GNSS du drone via le dispositif de positionnement et contrôle 2. Par exemple, dans le cadre d'une application en environnement marin, par exemple autour d'une plateforme pétrolière, l'opérateur pourra positionner le drone au- dessus de bouées de positionnement puis enclencher l'acquisition de la position GNSS du drone. De même, dans un environnement côtier, l'opérateur pourra positionner le drone au-dessus des drapeaux encadrant la zone de baignade, ou bien encore se positionner au-dessus d'une baïne puis d'enclencher l'acquisition de la position GNSS du drone.
[0097] Ainsi, en référence à la Figure 5 et de façon préférée, l'invention porte sur un procédé 100 comprenant en outre une étape de positionnement 300 d'un emplacement cible 39 sur la carte personnalisée 3 de l'environnement extérieur.
[0098] Le positionnement 300 comprend les étapes de :
- Identifier 340 un point de contact 23a sur une surface tactile 23 du module d'affichage 22 ; ledit point de contact 23a étant caractérisé par des coordonnées pixel,
- calculer 350 les coordonnées GNSS associées au point de contact 23a à partir de ses coordonnées pixels ainsi que des coordonnées pixel et GNSS associées aux points d'ancrage 33 ou aux éléments graphiques personnalisés 32, lesdites coordonnées GNSS associées au point de contact 23a correspondant aux coordonnées GNSS estimées de l'emplacement cible 39, [0099] Le positionnement 300 peut également comprendre les sous-étapes :
- de chargement 310 d'une représentation graphique 31 ou d'une carte personnalisée 3 par le dispositif de positionnement et de contrôle 2,
- de vérification 320 de la présence de coordonnées GNSS au sein de la représentation graphique 31 ou de la carte personnalisée 3,
- de vérification 330 de la présence d'éléments graphiques personnalisés 32 dans la carte personnalisée 3,
- d'affichage 360 d'un élément graphique de position 34 au niveau dudit point de contact sur la surface tactile. [00100] Il est également possible par cette méthode de déplacer un élément graphique personnalisé 32.
[00101 ] Une autre méthode pour positionner de façon précise un objet de l'environnement extérieur est d'utiliser les données de cap et de distance de cet objet tel que mesurées par exemple par un compas, des jumelles avec compas ou des jumelles télémètres. [00102] Les données de cap et de distance sont ensuite utilisées par le dispositif de contrôle de drone, en parallèle des données de localisation de l'opérateur pour déterminer la position GNSS de l'objet à intégrer à la carte de l'environnement extérieur.
[00103] Ainsi, de façon avantageuse, le procédé 100 peut comprendre en outre une étape de positionnement 400 d'un emplacement cible 39 sur la carte personnalisée 3 de l'environnement extérieur à partir de données de cap et de distance.
[00104] Le positionnement 400 comprend les étapes de :
- Chargement 410 des coordonnées GNSS de référence,
- Chargement 420 des données de cap et de distance d'un objet cible, lesdites données de cap et de distance étant acquise à partir d'une position correspondant aux coordonnées GNSS de référence,
- Calcul 430 les coordonnées GNSS associées à l'objet cible à partir de ses données de cap et de distance ainsi que des coordonnées GNSS de référence.
[00105] Ainsi, selon l'invention, il est possible de positionnement des éléments graphiques personnalisés 32 sur la représentation graphique 31 de l'environnement extérieur. Lors d'une première utilisation de la carte personnalisée 3 de l'environnement extérieur ou si l'opérateur souhaite ajouter ou modifier des éléments graphiques personnalisés 32, le dispositif de positionnement et de contrôle 2 lui donne la possibilité d'ajouter ou le cas échéant de modifier des éléments graphiques personnalisés 32. Par exemple, une fois la carte affichée sur le dispositif de contrôle, l'opérateur peut lancer une fonction d'ajout d'éléments graphiques personnalisés.
[00106] Les étapes et sous-étapes de positionnement décrite ci-dessus sont également utilisables dans le cadre d'une étape de positionnement d'une cible sur la carte personnalisée 3. Ainsi, à partir d'une carte personnalisée selon l'invention, l'opérateur est en mesure de rapidement positionner sa cible sur la carte personnalisée de façon à rapidement atteindre cette cible avec le drone.
[00107] De façon avantageuse, l'invention porte également sur un procédé 100 comprenant une étape d'établissement 500 d'un itinéraire de navigation permettant de raccourcir le temps nécessaire au positionnement d'un drone à proximité d'une cible.
[00108] Un mode de réalisation de cette étape d'établissement 500 d'un itinéraire de navigation est présentée en figure 6.
[00109] Ainsi, l'invention porte sur un procédé 100 comprenant en outre une étape d'établissement 500 d'un itinéraire de navigation depuis un emplacement de départ jusqu'à l'emplacement de cible 39, ladite étape 500 comprenant : - la réception 510, par un module d'itinéraire 26 du dispositif de positionnement et de contrôle 2, des coordonnées GNSS estimées de l'emplacement cible 39,
- le chargement 520 par le module d'itinéraire 26 des coordonnées GNSS d'au moins une zone de vol interdit,
- l'établissement 540 d'un plan de navigation comprenant :
o le calcul 541 d'une première étape du plan de navigation ne comprenant aucun survol de zone de vol interdit, et
o le calcul 543 une dernière étape du plan de navigation, ladite dernière étape comprenant seulement un vol en ligne droite, survolant exclusivement une zone d'eau, vers l'emplacement cible 39.
[001 10] Une fois la cible localisée, ses coordonnées GNSS et pixel sont transmises, par le module d'itinéraire 26, au module de navigation 21 en charge du suivi du drone lors de sa navigation. De préférence, la totalité de l'itinéraire depuis le point de départ jusqu'à l'emplacement cible est envoyé au drone 1 .
[001 1 1 ] Le trajet calculé par un module d'itinéraire permet de raccourcir au maximum la durée du trajet tout en respectant les consignes de sécurités établies sur la zone considérée. En outre, l'établissement 540 peut comprendre plus de deux étapes et ainsi, plusieurs étapes intermédiaires ne comprenant aucun survol de zone de vol interdit.
[001 12] Cette étape 500 comprend le chargement 520 par le module d'itinéraire 26 des coordonnées GNSS d'au moins une zone de vol interdit. Néanmoins, cette étape peut être remplacée par le chargement d'au moins une zone de vol autorisé, ce qui correspond à une solution équivalente à condition que la zone autorisée ne recouvre pas toute la zone liée à la représentation graphique 31 .
[001 13] Lorsque l'environnement extérieur est positionné dans une zone côtière, il est avantageux que les étapes de calcul de l'itinéraire prenne en compte la position du front d'eau à l'instant t de création de l'itinéraire. Ainsi, l'étape 500 peut comprendre une sous étape de chargement 530 des coordonnées GNSS d'au moins une position du front de mer. En effet, la réglementation stipule des zones interdite de survol qui évoluent en fonction de la ligne d'eau. Par exemple, en France, partant d'un emplacement au-dessus du sol, jusqu'à qu'il ait atteint la ligne d'eau, un drone à voilure tournante devra évoluer dans une zone spécifique éloignée des vacanciers.
[001 14] Ainsi, si l'information sur la position de la ligne d'eau à un instant t n'est pas inclue dans le calcul de l'itinéraire le plus rapide, le drone pourra d'une par traverser des zones interdite ou alors allonger la distance parcourue pour atteindre sa cible. [001 15] La figure 7 présente un exemple de carte personnalisée 3 selon l'invention dédiée à un environnement côtier. Elle repose sur la représentation graphique 31 , par une image initialement vectorielle ayant été transformée en image pixélisée, de deux plages comportant deux zones de baignades encadrées par des drapeaux 32f. Les points d'ancrage 33 ne sont pas visibles pour l'opérateur. Outre les différents éléments graphiques personnalisés (e.g. bouée 32a, baïne 32b, rocher 32c .) la carte comprend des informations 38 relatives au drone en superposition ainsi qu'au moins une position du front d'eau 37.
[001 16] La figure 8 représente un exemple de procédé de création d'une carte personnalisée selon l'invention. En effet, selon un autre aspect, l'invention porte sur un procédé de création de carte personnalisée 3, le dit procédé comprenant les étapes de :
- Chargement 710 sur le dispositif de positionnement et de contrôle 2 d'un fichier image codant pour une représentation graphique de l'environnement extérieur, ledit fichier peut être stocké sur le dispositif 2 ou sur un dispositif distant (e.g. serveur) accessible par le dispositif 2 ;
- Affichage 720 par le module d'affichage 22 de la représentation graphique 31 de l'environnement extérieur ;
- Association 730 de la représentation graphique 31 de l'environnement extérieur à au moins deux points d'ancrage 33 caractérisés notamment par des coordonnées pixel et des coordonnées GNSS ;
- Ajout 740 en superposition à la représentation graphique 31 d'éléments graphiques personnalisés 32, ledit ajout comprenant :
o La sélection 741 d'une forme graphique (e.g. un symbole) pour un élément graphique personnalisé 32,
o Le positionnement 742 de la forme graphique de l'élément graphique personnalisé 32 sur la représentation graphique 31 comportant les points d'ancrages 33, ce positionnement peut se faire par exemple par contact avec la surface tactile 23,
o L'association 743 des coordonnées pixel découlant du positionnement 742, à l'élément graphique personnalisé 32,
o Le chargement et l'association 744 des coordonnées GNSS à l'élément graphique personnalisé 32,
- Ajout 750 en superposition à la représentation graphique 31 d'une représentation du drone 2 ;
- Enregistrement 750 de la carte personnalisée 3. [001 17] L'invention permet de disposer d'une carte personnalisée 3 représentative de l'environnement extérieur dans lequel évolue le drone. Ainsi, un des avantages de l'invention est de permettre à un opérateur de suivre sur la carte personnalisée 3 la navigation du drone à voilure tournante. La position du drone 1 sur la carte personnalisée 3 étant actualisée par exemple avec un intervalle de temps inférieur à 5 secondes, de préférence inférieur à 1 seconde.
[001 18] De façon avantageuse, le procédé selon l'invention peut comprendre une étape de navigation par autopilote. Le fait pour l'opérateur de pouvoir reposer sur une navigation automatisée entre le point de départ et la cible lui permet de dégager du temps pour réaliser les autres actions nécessaire au sauvetage (e.g. contacter un hôpital).
[001 19] Dans ce mode de réalisation, le module de pilotage automatique est configuré de façon à ce que les trajectoires soient fonction du plan de navigation établit par le module d'itinéraire 26 et que la vitesse soit directement configurée en fonction de préférences enregistrées préalablement dans le module d'itinéraire 26. Néanmoins, l'opérateur est en mesure de contrôler cette vitesse à partir d'instructions adressées, par exemple par le module de commande manuelles 29, au dispositif de positionnement et de contrôle de drone. A partir de telles instructions, la vitesse du drone peut être augmentée, réduite ou le drone peut même recevoir l'instruction de revenir sur une position précédente et cela sans rompre le plan de navigation établit par le module d'itinéraire 26. Cela à l'avantage d'une part de pouvoir tout en conservant les bénéfices d'une navigation automatique et d'une trajectoire optimisée, soit d'accélérer, de décélérer ou même de revenir en arrière si l'opérateur a identité un objet d'intérêt à proximité du drone (par exemple grâce au flux vidéo de la caméra).
[00120] L'invention trouve son application dans le positionnement et le contrôle de drone en environnement extérieur. Les dispositifs, les systèmes et les procédés associés selon l'invention sont particulièrement avantageux lorsque l'opérateur doit faire parvenir le drone au plus vite sur un emplacement cible. L'invention est particulièrement adaptée à une mise en œuvre en environnement marin (navires, plateformes pétrolières) ou en zone côtière (plages). Néanmoins l'invention peut s'avérer essentielle dans certains systèmes lacustres de grande taille ou sur des environnements terrestres ne disposant pas d'un grand nombre de repères visuels de structure (e.g. plaine, foret, montagne).

Claims

Revendications
1 . Dispositif de positionnement et de contrôle (2) d'un drone à voilure tournante (1 ) dans un environnement extérieur, comprenant un module d'affichage (22) et un module de communication (20) configuré pour communiquer avec le drone à voilure tournante
(1 ), ledit drone à voilure tournante (1 ) comprenant un module de communication (10) configuré pour communiquer avec le dispositif de positionnement et de contrôle (2), et un module de géolocalisation (15), ledit dispositif de positionnement et de contrôle (2) étant caractérisé en ce qu'il comprend un module de cartographie (25) et en ce que : o les modules de communication (10, 20) sont configurés pour établir une connexion entre le drone à voilure tournante (1 ) et le module de cartographie (25), o le module de géolocalisation (15) est configuré pour mesurer les coordonnées GNSS du drone à voilure tournante (1 ) et les envoyer au module de cartographie (25),
- ledit module de cartographie (25) est configuré pour :
■ charger la composition en pixel d'un fichier image, ledit fichier image comportant une représentation graphique (31 ) dudit environnement extérieur,
■ associer à ladite composition en pixel du fichier image au moins deux points d'ancrage (33), lesdits points d'ancrages (33) comportant des coordonnées pixel associées audit fichier image et des coordonnées GNSS correspondantes associées à l'environnement extérieur,
■ calculer les positions sur la représentation graphique d'au moins deux éléments graphiques personnalisés (32) associés à des coordonnés GNSS, lesdites positions étant fonction des coordonnées GNSS des éléments graphiques personnalisés (32) et des coordonnées pixel et GNSS des points d'ancrage
(33),
■ calculer la position sur la représentation graphique du drone à voilure tournante
(1 ), ladite position étant fonction des coordonnées GNSS du drone à voilure tournante (1 ) et des coordonnées pixel et GNSS des points d'ancrage (33), et ■ transférer au module d'affichage (22) les positions des éléments graphiques personnalisés (32) et du drone à voilure tournante (1 ),
- ledit module d'affichage (22) est configuré pour permettre alors sélectivement d'afficher une carte personnalisée (3) de l'environnement extérieur à partir des informations reçues du module de cartographie, ladite carte personnalisée (3) comportant une représentation graphique (31 ) de l'environnement extérieur, au moins deux éléments graphiques personnalisés (32), une représentation du drone (35) à voilure tournante ;
ledit dispositif de positionnement et de contrôle (2) étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un module de localisation (24) et en ce que le module d'affichage (22) comprend en outre une surface tactile (23), ledit module de localisation (24) étant configuré pour :
o identifier un point de contact (23a) sur la surface tactile (23) ; ledit point de contact (23a) étant caractérisé par des coordonnées pixel, et
o calculer les coordonnées GNSS associées au point de contact (23a) à partir de ses coordonnées pixel ainsi que des coordonnées pixel et GNSS associées aux points d'ancrage (33) et/ou aux éléments graphiques personnalisés (32).
Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les éléments graphiques personnalisés (32) sont associés à des coordonnées GNSS correspondant à des objets présents dans l'environnement extérieur afin de faciliter pour l'opérateur la correspondance entre une visualisation sur l'écran et une visualisation dans l'environnement.
Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les éléments graphiques personnalisés (32) sont sélectionnés parmi : une bouée (32a), une zone dangereuse (32b) telle une baïne, un rocher (32c), un banc de sable (32j), un arbre (32d), un couloir de passage temporaire (32e), un drapeau (32f), un bâtiment en bois tel un mirador (32g), le sommet d'une dune (32h) et un chemin d'accès (32i).
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la carte personnalisée (3) comprend au moins quatre éléments graphiques personnalisés (32).
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le module d'affichage (22) est configuré de telle façon à ce que les dimensions de représentation (35) du drone à voilure tournante (1 ) sur la représentation graphique (31 ) soient corrélées à l'altitude du drone à voilure tournante (1 ).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la représentation graphique (31 ) dudit environnement extérieur est sélectionnée parmi : un dessin, une image vectorisée ou une modélisation.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la représentation graphique (31 ) dudit environnement extérieur représente une surface comprise entre 100 m2 et 15 km2.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la représentation graphique (31 ) dudit environnement extérieur n'est pas entièrement géo-localisée.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un module de marée (27) configuré pour calculer les coordonnées GNSS et les coordonnées pixel d'au moins une position (37) du front d'eau dans ledit environnement extérieur à un instant ti, à partir de données relatives aux hauteurs d'eau et/ou aux coefficients de marée dans ledit environnement extérieur à un instant ti, lesdites coordonnées pixel de au moins une position (37) du front d'eau étant utilisées par le module d'affichage pour représenter le front d'eau dans la carte personnalisée (3) de l'environnement extérieur.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un module vidéo (28) configuré pour traiter un signal vidéo provenant d'une ou plusieurs camera(s) (14) portées par le drone (1 ), ledit le module vidéo (28) étant configuré de façon à ajouter, en superposition à un flux vidéo, une représentation graphique de ciblage lorsque les deux conditions suivantes sont remplies :
- le drone (1 ) est situé à une altitude d'au plus 15 mètres, et
- la caméra générant le flux vidéo filme une zone située en dessous du drone selon un axe d'environ 90 ° par rapport au sol ou à une zone d'eau.
1 1 . Système de pilotage de drone à voilure tournante, caractérisé en ce qu'il comporte :
- un dispositif de positionnement et de contrôle (2) selon l'une des revendications 1 à 10, et - un drone à voilure tournante (1 ) comprenant un module de communication (10) configuré pour communiquer avec le dispositif de positionnement et de contrôle (2), et un module de géolocalisation (15), et permettre le pilotage par ledit dispositif de positionnement et de contrôle (2).
12. Système selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que le drone à voilure tournante (1 ) comprend un module d'attache (17) et un ordinateur de bord (16) connecté au module de communication (10), ledit ordinateur de bord (16) étant configuré pour sélectivement actionner le module d'attache (17).
13. Système selon l'une des revendications 1 1 ou 12, caractérisé en ce que le drone à voilure tournante (1 ) comprend une caméra thermique munie d'un capteur infrarouge ou une caméra apte à filmer dans le visible et à capter des données thermiques.
14. Procédé (100) de mise en œuvre du dispositif de positionnement et de contrôle (2) d'un drone à voilure tournante (1 ) selon l'une des revendications 1 à 10, en environnement extérieur, ledit procédé comprenant :
l'établissement (1 10) d'une connexion entre un dispositif de positionnement et de contrôle (2) et un drone à voilure tournante (1 ), via deux modules de communication (10, 20),
l'établissement (121 ) d'une connexion entre le drone à voilure tournante (1 ) et un module de cartographie (25) du dispositif de positionnement et de contrôle (2),
- la mesure et la transmission (122) des coordonnées GNSS du drone à voilure tournante (1 ) par un module de géolocalisation (15) au module de cartographie (25),
- le chargement (123), dans le module de cartographie (25), de la composition en pixel d'un fichier image, ledit fichier image comportant une représentation graphique (31 ) dudit environnement extérieur,
- l'association (124) d'au moins deux points d'ancrage (33) à ladite composition en pixel du fichier image, lesdits points d'ancrages (33) comportant des coordonnées pixel associées audit fichier image et des coordonnées GNSS correspondantes associées à l'environnement extérieur,
- le calcul des positions (125) sur la représentation graphique d'au moins deux éléments graphiques personnalisés (32) associés à des coordonnés GNSS, lesdites positions étant fonction des coordonnées GNSS des éléments graphiques personnalisés (32) et des coordonnées pixel et GNSS des points d'ancrage (33), - le calcul de la position (126) sur la représentation graphique du drone à voilure tournante (1 ), ladite position étant fonction des coordonnées GNSS du drone à voilure tournante (1 ) et des coordonnées pixel et GNSS des points d'ancrage (33),
- la transmission (127) des positions des éléments graphiques personnalisés (32) et du drone à voilure tournante (1 ) depuis le module de cartographie (25) au module d'affichage (22), et
- l'affichage (130) d'une carte personnalisée (3) de l'environnement extérieur par le module d'affichage (22) ledit l'affichage (130) d'une carte personnalisée (3) de l'environnement extérieur comprenant :
o l'affichage (131 ) d'une représentation graphique (31 ) de l'environnement extérieur, ladite représentation graphique (31 ) de l'environnement extérieur incluant au moins deux points d'ancrages (33) associés à des coordonnées pixel et des coordonnées GNSS,
o l'affichage (132) des éléments graphiques personnalisés (32) associés à des coordonnés GNSS et positionnés sur la représentation graphique (31 ) de l'environnement extérieur en de leurs coordonnées GNSS, et
o l'affichage (135) d'une représentation du drone (35) à voilure tournante, positionnée sur la représentation graphique (31 ) de l'environnement extérieur en fonction des coordonnées GNSS du drone à voilure tournante (1 ) envoyées au dispositif de positionnement (2) via le module de communication (10).
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de l'affichage (250) d'une représentation d'un front d'eau à un instant t positionnée, sur la représentation graphique (31 ) de l'environnement extérieur, en fonction des coordonnées GNSS d'au moins une position (37) prédite du front d'eau à cet instant t.
16. Procédé selon l'une des revendications 14 ou 15, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de positionnement (200) d'un front d'eau à un instant t, comprenant : - le chargement (210), dans un module de marée (27) du dispositif de positionnement et de contrôle (2), de données relatives aux hauteurs d'eaux et/ou aux coefficients de marée relatifs à l'environnement extérieur,
le pilotage pour le survol (221 ) par le drone à voilure tournante (1 ) de la ligne d'eau à un instant t1 , la transmission (231 ) au module de marée (27) d'au moins une coordonnée GNSS associée à la ligne d'eau à un instant t1 ,
le pilotage pour le survol (222) par le drone à voilure tournante (1 ) de la ligne d'eau à un instant t2,
- la transmission (232) au module de marée (27) d'au moins une coordonnée GNSS associée à la ligne d'eau à un instant t2,
le calcul (240) par le module de marée (27) des coordonnées GNSS et des coordonnées pixel d'au moins une position (37) du front d'eau dans ledit environnement extérieur à un instant ti, ledit calcul prenant en compte les données relatives aux hauteurs d'eau ou aux coefficients de marée dans ledit environnement extérieur aux instants ti, t1 et t2 ainsi que les coordonnées GNSS associées aux lignes d'eau aux instants t1 et t2.
l'affichage (250) par le module d'affichage (22) d'une représentation du front d'eau à un instant ti, positionné sur la représentation graphique (31 ) de l'environnement extérieur en fonction des coordonnées GNSS d'au moins une position (37) du front d'eau.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de positionnement (300) d'un emplacement cible (39) sur la carte personnalisée (3) de l'environnement extérieur, ladite étape de positionnement (300) comprenant :
- l'identification (340) d'un point de contact (23a) sur une surface tactile (23) du module d'affichage (22) ; ledit point de contact (23a) étant caractérisé par des coordonnées pixel,
- le calcul (350) des coordonnées GNSS associées au point de contact (23a) à partir de ses coordonnées pixels ainsi que des coordonnées pixel et GNSS associées aux points d'ancrage (33) et/ou aux éléments graphiques personnalisés (32), lesdites coordonnées GNSS associées au point de contact (23a) correspondant aux coordonnées GNSS estimées de l'emplacement cible (39),
- l'affichage (360) d'un élément graphique représentant l'emplacement cible (39) sur la carte personnalisée (3) de l'environnement extérieur au niveau dudit point de contact sur la surface tactile (23).
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de positionnement (400) d'un emplacement cible (39) sur la carte personnalisée (3) de l'environnement extérieur à partir de données de cap et de distance, ladite étape de positionnement (400) comprenant :
- le chargement (410) des coordonnées GNSS de référence,
- le chargement (420) des données de cap et de distance d'un objet cible, lesdites données de cap et de distance étant acquise à partir d'une position correspondant aux coordonnées GNSS de référence,
- le calcul (430) les coordonnées GNSS associées à l'objet cible à partir de ses données de cap et de distance ainsi que des coordonnées GNSS de référence.
19. Procédé selon l'une des revendications 17 ou 18, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape d'établissement (500) d'un itinéraire de navigation depuis un emplacement de départ jusqu'à l'emplacement cible (39) comprenant :
- la réception (510), par un module d'itinéraire (26) du dispositif de positionnement et de contrôle (2), des coordonnées GNSS estimées de l'emplacement cible (39), - le chargement (520) par le module d'itinéraire (26) des coordonnées GNSS d'au moins une zone de vol interdit,
- le calcul (540) d'un plan de navigation comprenant :
o le calcul (541 ) d'une première étape du plan de navigation ne comprenant aucun survol de zone de vol interdit, et
o le calcul (543) une dernière étape du plan de navigation, ladite dernière étape comprenant seulement un vol en ligne droite, survolant exclusivement une zone d'eau, vers l'emplacement cible (39).
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