FR2499721A1 - METHOD AND DEVICE FOR DETECTING HAZARDOUS OBSTACLES FOR AN AIRCRAFT - Google Patents
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Abstract
PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA DETECTION D'OBSTACLES DANGEREUX POUR UN AERONEF ET, LE CAS ECHEANT, LA DELIVRANCE D'UN SIGNAL D'ALARME EN PRESENCE D'OBSTACLES, ET EN PARTICULIER DE TOURS, PYLONES, LIGNES ELECTRIQUES, ETC., DANGEREUX POUR UN HELICOPTERE VOLANT A BASSE ALTITUDE. LES TEMPS DE PROPAGATION D'UN SIGNAL ACOUSTIQUE EMIS PAR DES EMETTEURS 1, 2 ET D'UN SIGNAL ACOUSTIQUE REFLECHI PAR L'OBSTACLE SUR DES RECEPTEURS SONT MESURES ENTRE L'AERONEF ET L'OBSTACLE. DES SIGNAUX ACOUSTIQUES DE HAUTE FREQUENCE, DANS LA GAMME DES ULTRASONS, SONT UTILISES. LES TEMPS DE PROPAGATION MESURES SONT DEPOUILLES PAR UN CALCULATEUR 14, PUIS CONVERTIS EN DISTANCES ENTRE L'AERONEF ET L'OBSTACLE.METHOD AND DEVICE FOR DETECTION OF OBSTACLES DANGEROUS FOR AN AIRCRAFT AND, IF ANY, DELIVERY OF AN ALARM SIGNAL IN THE PRESENCE OF OBSTACLES, AND IN PARTICULAR TOWERS, PYLONES, ELECTRIC LINES, ETC., DANGEROUS FOR A HELICOPTER FLYING AT LOW ALTITUDE. THE PROPAGATION TIMES OF AN ACOUSTIC SIGNAL EMITTED BY TRANSMITTERS 1, 2 AND OF AN ACOUSTIC SIGNAL REFLECTED BY THE OBSTACLE ON RECEIVERS ARE MEASURED BETWEEN THE AIRCRAFT AND THE OBSTACLE. HIGH FREQUENCY ACOUSTIC SIGNALS IN THE ULTRASONIC RANGE ARE USED. THE MEASURED PROPAGATION TIMES ARE TAKEN BY A COMPUTER 14, THEN CONVERTED INTO DISTANCES BETWEEN THE AIRCRAFT AND THE OBSTACLE.
Description
La présente invention concerne un procédé pour la détectionThe present invention relates to a method for the detection
d'obstacles dangereux pour un aéronef et, le cas échéant, la déli- dangerous obstacles for an aircraft and, where appropriate, the deli-
vrance d'un signal d'alarme en présence d'obstacles, et en particulier warning signal in the presence of obstacles, and in particular
de tours, pylônes, lignes électriques, etc. dangereux pour un héli- towers, pylons, power lines, etc. dangerous for a helicopter
coptère volant à basse altitude, ainsi qu'un procédé pour-la mise en low-flying flying crab, as well as a process for
oeuvre dudit procédé.said process.
Le brevet de la République fédérale d'Allemagne n' 26 43 526 The patent of the Federal Republic of Germany No. 26 43 526
décrit un appareil optoélectronique d'alarme pour les pilotes d'aéro- describes an optoelectronic alarm device for aviation pilots.
nefs et en particulier d'hélicoptères volant à basse altitude, avec un télémètre laser embarqué. Le faisceau laser du télémètre explore le terrain intéressant par cercles, en spirale ou par lignes. Il est prévu un indicateur, observé par un pilote et fournissant une image de la scène explorée. Afin de fournir une indication très nette d'obstacles, et notamment de ceux se trouvant devant un arrière-plan structuré, les échos du faisceau laser produits par des obstacles sont transmis à l'indicateur uniquement quand la distance entre un obstacle indiqué et l'aéronef présente une discontinuité de valeur naves and in particular helicopters flying at low altitude, with an on-board laser rangefinder. The laser beam of the rangefinder explores the interesting terrain in circles, spirals or lines. An indicator is provided, observed by a pilot and providing an image of the scene explored. In order to provide a clear indication of obstacles, especially those in front of a structured background, the echoes of the laser beam produced by obstacles are transmitted to the indicator only when the distance between an indicated obstacle and the aircraft has a value discontinuity
minimale prédéterminée par rapport à un écho précédent. predetermined minimum relative to a previous echo.
L'invention a pour objets un procédé et un dispositif de signali- The subject of the invention is a method and a device for signaling
sation des obstacles pour des aéronefs et en particulier des hélicop- barriers for aircraft and in particular helicopters
tères, utilisables indépendamment des intempéries sur des distances can be used regardless of the weather over distances
moyennes de 80 à 400 m par exemple. averages from 80 to 400 m for example.
Selon une caractéristique essentielle de l'invention, les temps de propagation d'un signal acoustique émis et d'un signal acoustique réfléchi sont mesurés entre l'aéronef et un obstacle; des signaux acoustiques de fréquence élevée, dans la gamme des ultrasons, sont utilisés; et les temps de propagation mesurés sont dépouillés par un According to an essential characteristic of the invention, the propagation times of an emitted acoustic signal and of a reflected acoustic signal are measured between the aircraft and an obstacle; high frequency acoustic signals in the ultrasonic range are used; and the measured propagation times are stripped by a
calculateur, puis convertis en distances entre l'aéronef et l'obstacle. calculator, then converted into distances between the aircraft and the obstacle.
Selon une autre caractéristique de l'invention, des signaux According to another characteristic of the invention, signals
modulés en fréquence sont utilisés pour la réjection des signaux para- Frequency modulated signals are used for the rejection of para-
sites. Selon une autre caractéristique de l'invention, des émetteurs et récepteurs acoustiques mobiles en élévation et/ou azimut sont utilisés. L'invention présente les avantages suivants: indépendance des intempéries et possibilité de réalisation d'un dispositif relativement sites. According to another characteristic of the invention, movable acoustic transmitters and receivers in elevation and / or azimuth are used. The invention has the following advantages: independence of bad weather and possibility of realization of a device relatively
économique, compact et léger.economical, compact and lightweight.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux Other features and advantages of the invention will be better
compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple understood using the detailed description below of an example
de réalisation; dont la figure unique représente le schéma du dispositif of achievement; whose single figure represents the diagram of the device
monté sur un aéronef.mounted on an aircraft.
Le dispositif comporte deux émetteurs acoustiques 1 et 2, à chacun desquels est affecté un récepteur acoustique non représenté. Les émetteurs acoustiques, qui dans l'exemple représenté forment une unité constructive avec les récepteurs acoustiques correspondants, sont commandés chacun en rotation par un entraînement mécanique 3 ou 4 autour d'un axe quelconque, de préférence perpendiculaire à la direction d'émission et de réception. Les émetteurs 1 et 2 délivrent des signaux acoustiques de fréquence élevée, dans la gamme des ultrasons, que des obstacles situés sur la trajectoire de l'aéronef réfléchissent sur les The device comprises two acoustic transmitters 1 and 2, each of which is assigned a not shown acoustic receiver. The acoustic emitters, which in the example shown form a constructive unit with the corresponding acoustic receivers, are each controlled in rotation by a mechanical drive 3 or 4 about any axis, preferably perpendicular to the direction of transmission and reception. Transmitters 1 and 2 deliver acoustic signals of high frequency, in the ultrasound range, that obstacles located in the aircraft's path reflect on the
récepteurs acoustiques correspondants. corresponding acoustic receivers.
Un étage émetteur 5 ou 6 est disposé en amont de chaque émetteur acoustique 1 et 2, et un montage récepteur est disposé en amont de chaque récepteur acoustique. Un oscillateur 10 piloté par une horloge 9 délivre des oscillations haute fréquence aux étages émetteurs 5 et 6, dont la puissance de sortie peut être commandée en fonction de la fréquence. L'horloge 9 commande en outre un dispositif de commande 11, agissant en liaison avec les montages récepteurs, et deux compteurs A transmitter stage 5 or 6 is arranged upstream of each acoustic transmitter 1 and 2, and a receiver circuit is arranged upstream of each acoustic receiver. An oscillator 10 controlled by a clock 9 delivers high frequency oscillations to the emitter stages 5 and 6, whose output power can be controlled as a function of frequency. The clock 9 also controls a control device 11, acting in connection with the receiver fixtures, and two counters
arythmiques 12 et 13. Le dispositif 11 peut commander des filtres com- arrhythmic devices 12 and 13. The device 11 can control
presseurs situés dans les montages récepteurs 7 et 8. Les entrées des compteurs arythmiques 12 et 13 sont reliées chacune à une sortie d'un étage émetteur 5, 6 ou d'un montage récepteur 7, 8, tandis que les sorties des compteurs arythmiques 12 et 13 sont reliées chacune à une entrée d'un calculateur 14. Deux autres entrées du calculateur 14 sont the inputs of the start-stop counters 12 and 13 are each connected to an output of a transmitter stage 5, 6 or of a receiver circuit 7, 8, while the outputs of the start-stop counters 12 and 13 are each connected to an input of a computer 14. Two other inputs of the computer 14 are
reliées à des capteurs d'angle non représentés, affectés aux entraine- connected to unrepresented angle sensors, assigned to
ments mécaniques 3 et 4, et mesurant la position angulaire des 3 and 4, and measuring the angular position of
émetteurs acoustiques 1, 2 et des récepteurs acoustiques correspon- acoustic transmitters 1, 2 and corresponding acoustic receivers.
dants. Le calculateur 14 calcule la distance entre l'aéronef et l'obstacle à partir des temps de propagation mesurés des signaux dent. The computer 14 calculates the distance between the aircraft and the obstacle from the measured propagation times of the signals
35. acoustiques, ainsi.que des informations relatives à la forme de l'obs- Acoustic information, as well as information on the shape of the obstruction
tacle, à partir de la position angulaire des émetteurs acoustiques 1, 2 et des récepteurs acoustiques correspondants. Les résultats du calculateur 14 peuvent être transmis a un montage 15 de traitement en vue d'une représentation sur un indicateur 16. La représentation peut être une indication alphanumérique de la distance ou de l'angle d'azimut ou d'élévation de l'obstacle détecté, ou une représentation en surface, sous forme d'une configuration ergonomique favorable sur tackle, from the angular position of the acoustic transmitters 1, 2 and the corresponding acoustic receivers. The results of the calculator 14 may be transmitted to a processing circuit for representation on an indicator 16. The representation may be an alphanumeric indication of the distance or azimuth angle or elevation of the detected obstacle, or a surface representation, in the form of a favorable ergonomic configuration on
l'indicateur 16.the indicator 16.
Dans l'exemple représenté, l'horloge 9 assure la commande tempo- In the example shown, the clock 9 provides the time control
relle de l'appareil pour la signalisation d'obstacles. L'oscillateur délivre des oscillations haute fréquence aux étages émetteurs 5 et 6, de façon qu'ils produisent une puissance de sortie fonction de the device for the signaling of obstacles. The oscillator delivers high frequency oscillations to the emitter stages 5 and 6, so that they produce an output power that is a function of
la fréquence. Cette puissance de sortie est rayonnée par les émetteurs- frequency. This output power is radiated by the transmitters
récepteurs acoustiques combinés l et 2. Lorsque le signal ultrasonore combined acoustic receivers 1 and 2. When the ultrasonic signal
atteint un obstacle, le signal réfléchi est reçu par les émetteurs- reached an obstacle, the reflected signal is received by the transmitters-
récepteurs acoustiques combinés 1 et 2, puis converti par les montages combined acoustic receivers 1 and 2 and then converted by montages
récepteurs 7 et 8 a filtre compresseur piloté en une impulsion d'ar- receivers 7 and 8 has a compressor filter driven in a pulse of
rét des compteurs arythmiques 12 et 13. Ces derniers reçoivent un signal de départ des étages émetteurs 5 et 6 à l'instant d'émission du signal ultrasonore, de sorte qu'ils mémorisent la réception de l'impulsion d'arrêt le temps de propagation aller et retour du signal ultrasonore jusqu'à l'obstacle. Les données relatives aux temps de propagation et aux positions angulaires des émetteurs-récepteurs acoustiques 1 et 2, fournies par les entraînements mécaniques 3, 4 retaining the start-stop counters 12 and 13. The latter receive a start signal of the emitter stages 5 and 6 at the time of emission of the ultrasonic signal, so that they memorize the reception of the stop pulse the time of forward and backward propagation of the ultrasonic signal to the obstacle. Data on propagation times and angular positions of acoustic transceivers 1 and 2, provided by mechanical drives 3, 4
et les capteurs d'angle, sont traduites par le calculateur 14. and the angle sensors, are translated by the computer 14.
L'emploi de transducteurs acoustiques permet une focalisation poussée des signaux acoustiques, tandis que l'emploi de signaux modulés en fréquence assure la réjection des signaux parasites. Il est en The use of acoustic transducers allows a strong focus of the acoustic signals, while the use of frequency modulated signals ensures the rejection of spurious signals. He is in
outre possible de prévoir de nombreux émetteurs et récepteurs acous- Moreover, it is possible to provide a large number of transmitters and receivers
tiques disposés suivant des lignes et des colonnes, afin de produire ticks arranged along lines and columns, in order to produce
des informations de direction et de distance, ainsi que des informa- information of direction and distance, as well as information
tions relatives a la forme d'un ou plusieurs obstacles. relating to the shape of one or more obstacles.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans Of course, various modifications may be made by those skilled in the art to the principle and to the devices which have just been described solely by way of nonlimiting examples, without
sortir du cadre de l'invention.depart from the scope of the invention.
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