FR2875899A1 - Dispositif et procede de signalisation de marges laterales de manoeuvre - Google Patents

Abstract

Le dispositif concerne la signalisation, au pilote d'un mobile, par exemple un aéronef, de ses marges de manoeuvre latérale compte tenu d'obstacles placés dans sa zone d'évolution. Ce dispositif détermine, sur la zone d'évolution du mobile, les contours d'un premier type de région à risque (ZRISK) devant être contourné et ceux de deux autres types de régions à risque (ZTURN1 et ZTURN2) constitués de marges latérales entourant le premier type de région à risque (ZRISK) de largeurs inférieures à des seuils d'éloignement (ZTURN1) ou à leur borne supérieure (ZTURN2) considérés comme nécessaires pour une évolution latérale sans contrainte d'espace et les affiche à l'intention du pilote du mobile. La détermination des seuils d'éloignement prend en compte l'angle de gisement (bearing) sous lequel un point (P) du contour d'une région du premier type (ZRISK) est vu du mobile.

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE DE SIGNALISATION DE MARGES

LATERALES DE MANOEUVRE.

La présente invention est relative à l'aide à la navigation pour un mobile soumis à des contraintes de manoeuvrabilité et de parcours tel qu'un navire ou un aéronef évoluant dans ou au-dessus d'une étendue présentant des zones interdites de franchissement et/ou des reliefs et obstacles à contourner. Elle concerne plus particulièrement la signalisation des marges latérales de manoeuvre dont dispose un mobile pour manoeuvrer le long des contours de zones considérées comme infranchissables.

Dans le domaine aéronautique, des équipements embarqués dits systèmes TAWS (acronyme de l'expression anglo-saxonne: "Terrain Awareness and Warning System") ont été développés en vue de prévenir les risques de collision avec le sol. Ces systèmes TAWS font une prévision à court ou moyen terme de la trajectoire de l'aéronef porteur, à partir d'informations de vol (position, cap, orientation et amplitude du vecteur vitesse) fournies par les équipements du bord, la placent en situation par rapport à une carte de la région survolée extraite d'une base de données d'élévations du terrain et de zones interdites de survol, accessible du bord et émettent des alarmes à destination de l'équipage de l'aéronef à chaque fois que la trajectoire prévisible à court ou moyen terme entre en collision avec le sol. Certains systèmes TAWS agrémentent leurs alarmes de recommandations rudimentaires du genre "Terrain Ahead, Pull up". D'autres donnent également des informations sur les niveaux des risques de collision que font encourir les reliefs, les obstacles et les zones interdites de survol par la réglementation présents dans la zone d'évolution de l'aéronef, sous la forme d'une carte montrant la surface du globe survolée partagée en strates de couleurs différentes fonction de l'importance du risque encouru.

II est intéressant d'aller encore plus loin dans l'aide à la navigation et de signaler à l'équipage d'un mobile sa marge de manoeuvrabilité aux frontières des zones considérées comme infranchissables.

Dans le genre, la demanderesse a proposé, dans une demande de brevet français FR 2.842.594 déposée le 19 juillet 2002, un système de prévention des risques de collision avec le sol pour aéronef, assimilant les risques de collision avec le sol à la pénétration du relief de la zone survolée dans des enveloppes de protection liées à l'aéronef et les quantifiant en fonction du temps restant pour engager une manoeuvre d'évitement. Les enveloppes de protection liées à l'aéronef sont définies dans le plan horizontal, par les surfaces balayées par des couronnes aux rayons supérieurs à celui d'un virage d'évitement prédéfini, placées, à droite et à gauche de l'aéronef et déplacées au-devant de l'aéronef, sur sa trajectoire prévisible à court ou moyen terme. Le système de prévention des risques de collision avec le sol quantifie les risques en fonction du temps restant à l'aéronef pour engager, vis à vis d'un relief considéré comme menaçant, une manoeuvre d'évitement latérale avant un point de non-retour où les trajectoires de dégagement au moyen d'un virage correspondant au virage d'évitement préétabli ne sont plus efficaces.

La demanderesse a aussi proposé, dans une demande de brevet français déposée le 19/12/2003, sous le n 0315020, d'afficher dans le cockpit d'un aéronef, une carte de manoeuvrabilité représentant la zone de terrain survolé en trois types de région: un premier type correspondant aux régions à contourner car considérées comme infranchissables au vu de la situation et des performances présentes de l'aéronef, par exemple, par un système TAWS ou encore car faisant l'objet d'une réglementation d'interdiction de survol, un deuxième type correspondant à des zones à liberté d'évolution latérale restreinte, constituées par des franges marginales entourant les régions à contourner, de largeur correspondant à une largeur minimale estimée comme nécessaire à l'aéronef pour décrire, à plat et à hauteur de sécurité, un hippodrome d'attente et un troisième type de région complémentaire des deux autres types, correspondant à des zones de libre évolution latérale. Cette carte de navigation, élaborée à partir d'une base de données d'élévations du terrain et de zones interdites, met en oeuvre une transformée de distance par propagation pour le placement des contours extérieurs des zones à liberté restreinte d'évolution latérale.

La demanderesse a encore proposé, dans une demande de brevet français déposée le 18/6/2004, sous le n 04 06654, un système de signalisation des passages étroits de la trajectoire d'un plan de vol où la liberté d'évolution latérale de l'aéronef est limitée latéralement par des reliefs ou des zones faisant l'objet d'une réglementation d'interdiction de survol. Ce système de signalisation détecte les risques de collision avec le sol selon la méthode généralement employée par les systèmes TAWS, qui consiste à assimiler les risques de collision avec le sol à la pénétration du relief ou de zones interdites dans des enveloppes de protection liées à l'aéronef. Dans le cas de ce système de signalisation, les enveloppes de protection liées à l'aéronef délimitent un espace considéré comme suffisant pour permettre à l'aéronef d'effectuer des virages à plat aussi serrés qu'il est permis, cela en tenant compte du vent.

La présente invention a pour but une signalisation de marges latérales de manoeuvre à destination d'un mobile, qui tienne compte de la route (track) et de la position instantanée du mobile mais pas de son plan de 10 route ou de vol, tout en étant aussi précise que possible et aussi peu exigeante que possible en quantité de calcul.

Elle a pour objet un dispositif, pour mobile, de signalisation de marges latérales de manoeuvre comportant: des moyens de sélection, à la surface du globe terrestre, d'une zone 15 d'évolution à considérer pour le mobile, des moyens de prise en compte, dans la zone d'évolution sélectionnée, d'un premier type de région à risque constitué de régions considérées comme infranchissables, des moyens d'élaboration d'au moins un seuil d'éloignement horizontal 20 à respecter par rapport au premier type de région à risque pour prétendre à une complète liberté d'évolution latérale, et des moyens de détermination, dans la zone d'évolution sélectionnée, d'un deuxième type de région à risque constitué de régions où le mobile a une liberté restreinte d'évolution latérale, ledit deuxième type de région à risque entourant le premier type de région à risque sur des largeurs au moins égales aux seuils d'éloignement établis par les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement.

Ce dispositif est remarquable en ce que les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement prennent en compte dans l'estimation d'un seuil d'éloignement 30 par rapport à un point de contour d'une région du premier type, l'angle de gisement du point de contour concerné vu du mobile.

Avantageusement, les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement prennent en compte dans l'estimation d'un seuil d'éloignement par rapport à un point de contour d'une région du premier type, le sinus de l'angle de gisement du point de contour concerné vu du mobile.

Avantageusement, les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement élaborent des seuils d'éloignement comportant au moins une composante de distance correspondant à la longueur de la projection sur l'axe de gisement du point de contour concerné par rapport au mobile, d'un arc de virage d'évitement à diamètre déterminé.

Avantageusement, les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement élaborent des seuils d'éloignement comportant au moins une composante de distance correspondant à la longueur de la projection, sur l'axe de gisement du point de contour concerné par rapport au mobile, d'un arc de virage d'évitement ouvrant sur un angle au centre égal au double de l'angle de gisement du point de contour concerné limité en valeur absolue à au plus 180 degrés.

Avantageusement, les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement élaborent des seuils d'éloignement comportant au moins une composante de distance correspondant à la longueur de la projection, sur l'axe de gisement du point de contour concerné par rapport au mobile, d'un arc du virage d'évitement ouvrant sur un angle au centre égal à la somme d'un angle de 90 degrés et de l'angle de gisement du point de contour concerné limité en valeur absolue à au plus 90 degrés.

Avantageusement, les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement élaborent des seuils d'éloignement comportant au moins une composante de distance proportionnelle au produit du rayon d'un virage d'évitement par le sinus de l'angle de gisement du point de contour concerné vu du mobile, ledit angle de gisement étant pris en valeur absolue et limité à la fois supérieurement et inférieurement.

Avantageusement, les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement élaborent des seuils d'éloignement comportant au moins une composante de distance proportionnelle au produit du rayon du virage d'évitement par le sinus de l'angle de gisement du point de contour concerné vu du mobile, ledit angle de gisement étant pris en valeur absolue et limité 90 degrés.

Avantageusement, les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement élaborent des seuils d'éloignement comportant au moins une composante de distance proportionnelle au produit du rayon du virage 35 d'évitement par le double du sinus de l'angle de gisement du point de contour concerné vu du mobile, ledit angle de gisement étant pris en valeur absolue et limité à 90 degrés.

Avantageusement, les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement déterminent un seuil d'éloignement par addition, à la longueur de la projection dudit arc sur l'axe de gisement, d'une distance de dérive fonction de la composante latérale de la vitesse de dérive du mobile et du temps que mettrait le mobile pour parcourir ledit arc à une vitesse de consigne.

Avantageusement, les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement déterminent un seuil d'éloignement par addition d'une distance de sécurité à la longueur de la projection dudit arc sur l'axe de gisement.

Avantageusement les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement déterminent, pour chaque point de contour des régions du premier type en vue directe du mobile, un seuil dynamique d'éloignement prenant une valeur augmentant avec l'angle de gisement, par rapport au mobile, du point de contour concerné.

Avantageusement les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement déterminent, pour chaque point de contour des régions du premier type en vue directe du mobile, un seuil dynamique d'éloignement prenant une valeur augmentant avec l'angle de gisement, par rapport au mobile, du point de contour concerné, depuis une valeur minimale maintenue constante sur un étroit secteur angulaire central de gisement qui renferme la direction de la route instantanée du mobile et qui est décentré en direction du côté vers lequel le mobile tourne.

Avantageusement les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement déterminent, pour chaque point de contour des régions du premier type en vue directe du mobile, un seuil dynamique d'éloignement prenant une valeur augmentant avec l'angle de gisement, par rapport au mobile, du point de contour concerné, jusqu'à une valeur limite atteinte dès que l'angle de gisement dépasse les 90 degrés en valeur absolue.

Avantageusement, les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement déterminent un seuil statique d'éloignement valable pour tous les points de contour des régions du premier type et pris égal à la limite supérieure des seuils dynamiques.

Avantageusement, les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement déterminent un seuil statique d'éloignement valable pour tous les points de contour des régions du premier type, et supérieur ou égale au diamètre du virage d'évitement.

Avantageusement, le dispositif comporte: des moyens de sélection, à la surface du globe terrestre, d'une zone d'évolution du mobile, des moyens de prise en compte, dans la zone d'évolution sélectionnée, d'un premier type de région à risque constitué de 10 régions considérées comme à contourner, des moyens d'élaboration de seuil d'éloignement latéral déterminant un seuil dynamique d'éloignement pour chaque point de contour des régions du premier type en vue directe du mobile tenant compte de l'angle de gisement du point de contour concerné par rapport au mobile et un seuil statique d'éloignement valable pour tous les points de contour des régions du premier type, supérieur ou égal au diamètre du virage d'évitement, lesdits seuils dynamiques d'éloignement prenant des valeurs augmentant avec la valeur absolue des angles de gisement jusqu'à une valeur limite prise égale au seuil statique, - des moyens de détermination, dans la zone d'évolution sélectionnée, d'un deuxième type de région à risque constitué de régions où le mobile a une liberté restreinte d'évolution latérale, ledit deuxième type de région à risque s'étendant, autour du premier type de région à risque et ayant, devant les points des régions à risque du premier type en vue du mobile, des largeurs au moins égales aux seuils dynamiques d'éloignement fournis par les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement, et des moyens de détermination, dans la zone d'évolution sélectionnée, d'un troisième type de région à risque constitué de régions où le mobile peut avoir une liberté restreinte d'évolution latérale, ledit troisième type de région à risque s'étendant autour du premier type sur une largeur au moins égale au seuil statique d'éloignement fourni par les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement.

Avantageusement, lorsque le mobile est un aéronef équipé d'un 35 système TAWS repérant des contours de régions potentiellement dangereuses, les moyens de prise en compte du premier type de région à risque assimilent le premier type de région à risque aux régions signalées comme dangereuses par le système TAWS.

Avantageusement, lorsque le mobile est un aéronef, les moyens de prise en compte du premier type de région à risque assimilent le premier type de région à risque à une coupe de niveau du relief de la zone d'évolution sélectionnée, faite à une altitude de référence prise égale au minimum de l'altitude instantanée de l'aéronef et de l'altitude de l'aéronef prévisible à court ou moyen terme.

Avantageusement, lorsque le mobile est un aéronef équipé d'un système TAWS repérant des contours de régions potentiellement dangereuses, les moyens de prise en compte du premier type de région à risque assimilent le premier type de région à risque à une coupe de niveau du relief de la zone d'évolution sélectionnée, faite à une altitude de référence prise égale: en l'absence de signalement de régions potentiellement dangereuses par le système TAWS, au minimum de l'altitude instantanée de l'aéronef et de l'altitude de l'aéronef prévisible à court ou moyen terme, et - en présence de signalement de régions potentiellement dangereuses par le système TAWS, au minimum de l'altitude instantanée de l'aéronef et de l'altitude de l'aéronef prévisible à court ou moyen terme, avec, lorsque la vitesse verticale instantanée de l'aéronef passe de négative à positive, une remise à jour de l'altitude de référence à la valeur de l'altitude de l'aéronef prévisible à court ou moyen terme lorsque cette dernière est supérieure à l'altitude de référence.

Avantageusement, le dispositif comporte des moyens d'affichage montrant la zone d'évolution sélectionnée sous la forme d'une carte de zones à risques présentant, sous des apparences distinctes, les différents types de région à risque qu'il prend en compte et la partie de la zone d'évolution sélectionnée complémentaire à ces différents types.

La présente invention a également pour objet une carte de signalisation de marges latérales de manoeuvre obtenue par le dispositif précédent pour un mobile du genre aéronef remarquable en ce qu'elle affiche sur une zone d'évolution sélectionnée: un premier type de région à risque correspondant à une coupe de niveau du relief de la zone d'évolution sélectionnée pratiquée à une altitude de référence fonction de l'altitude instantanée de l'aéronef et/ou de l'altitude de l'aéronef prévisible à court ou moyen terme, un deuxième type de région à risque par traçage autour des contours du premier type de région à risque directement en vue de l'aéronef, de marges ayant en chaque point de contour une largeur au moins égale 1 o à aux seuils dynamiques d'éloignement, un troisième type de région à risque par traçage autour du premier type de région à risque, de marges de largeur au moins égale au seuil statique d'éloignement, et les régions de la zone d'évolution complémentaires aux premier, 15 deuxième et troisième types de région à risque, correspondant à des régions de libre évolution latérale pour l'aéronef.

Elle a également pour objet un procédé d'élaboration de carte pour aéronef, de signalisation de marges latérales de manoeuvre comportant les étapes suivantes: détermination d'une altitude de référence pour l'aéronef, sélection, dans une base de données d'élévations du terrain, des éléments appartenant à une zone d'évolution à afficher, détermination d'un premier type de région à risque par sélection, parmi les éléments de la base de données d'élévations du terrain, retenus pour affichage, de ceux dont l'élévation est supérieure ou égale à l'altitude de référence, et compléments des régions retenues pour le premier type de région à risque par des régions à franchissement réglementairement interdit dont les contours sont extraits d'une base de données de zones interdites, - choix d'un diamètre de virage d'évitement, élaboration d'un seuil statique d'éloignement à partir du diamètre du virage d'évitement, de la composante latérale de la vitesse de dérive de l'aéronef et d'une distance horizontale de sécurité, élaboration de seuils dynamiques d'éloignement pour les points des 35 contours des régions du premier type de région en vue directe de l'aéronef, à partir du diamètre du virage d'évitement, de la composante latérale de la vitesse de dérive de l'aéronef, de l'angle de gisement du point de contour concerné et d'une distance horizontale de sécurité, estimation des distances séparant les points extérieurs au premier type de région à risque, des contours extérieurs de ces dernières, détermination d'un deuxième type de région à risque par traçage, autour des contours du premier type de région à risque directement en vue de l'aéronef, de marges ayant en chaque point de contour, une largeur au moins égale aux seuils dynamiques d'éloignement, détermination d'un troisième type de région à risque par traçage autour du premier type de région à risque, à l'aide des estimations des distances de séparation, de marges de largeur au moins égale au seuil statique d'éloignement, et attribution d'apparences distinctes aux points des premier, deuxième 15 et troisième types de région à risque Avantageusement, l'estimation des distances de séparation des points extérieurs au premier type de région à risque se fait par application aux éléments de la base de données d'élévations du terrain et de la base de données de zones interdites couvrant la zone d'évolution à afficher, d'une transformée de distance du chanfrein ayant le premier type de région à risque comme points source.

Avantageusement, l'estimation des distances de séparation des points extérieurs au premier type de région à risque se fait par application aux éléments de la base de données d'élévations du terrain et de la base de données de zones interdites couvrant la zone d'évolution à afficher, d'une transformée à vecteurs de distance ayant le premier type de région à risque comme points source.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront 30 de la description ci-après d'un exemple de mode de réalisation dans le cadre d'un mobile du genre aéronef. Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel: une figure 1 illustre un exemple de repérage, sur une zone d'évolution d'un aéronef, de régions appartenant à un premier type de région à 35 risque rassemblant des régions à contourner, une figure 2 est un diagramme représentant la fonction de définition d'un rayon de virage latéral d'évitement, une figure 3 montre la trajectoire considérée pour estimer un seuil d'éloignement horizontal, une figure 4 représente une rose d'orientation des routes liée à un aéronef montrant une découpe en secteurs angulaires utilisés pour la quantification de seuils d'éloignement horizontal, une figure 5 montre le graphe d'un exemple de définition d'un seuil d'éloignement horizontal en fonction d'un angle de gisement, - une figure 6 montre le graphe d'un exemple de définition des ouvertures de secteurs angulaires dans une rose d'orientation des routes en fonction d'un angle de roulis, une figure 7 représente une carte d'estimation des distances d'éloignement par rapport au premier type de région à risque de la 15 figure 1, une figure 8 représente un exemple de masque de chanfrein utilisable par une transformée de distance par propagation pour estimer les distances d'éloignement, des figures 9a et 9b montrent les cellules du masque de chanfrein illustré à la figure 3, qui sont utilisées dans une passe de balayage selon l'ordre lexicographique et dans une passe de balayage selon l'ordre lexicographique inverse pour la propagation de distance avec une transformée de distance à masque de chanfrein, une figure 10 représente un exemple de masque utilisable par une 25 transformée de distance à vecteur pour estimer les distances d'éloignement, des figures 11a, 11 b, 11c et 11d montrent les cellules du masque illustré à la figure 10, qui sont utilisées dans différentes passes de balayage pour la propagation de distance avec une transformée de distance à vecteur, une figure 12 illustre un exemple de repérage, sur la même zone d'évolution que les figures 1 et 7, d'un deuxième type de région à risque, en marge du premier type de région à risque, où l'aéronef a sa liberté d'évolution latérale limitée par la proximité du premier type de région à risque, ce deuxième type de région à risque ayant un éloignement latéral par rapport au premier type de région à risque inférieur à des seuils d'éloignement dits seuils dynamiques, une figure 13 illustre un exemple de repérage, sur la même zone d'évolution que la figure 1, 7 et 12, d'un troisième type de région à risque en marge du premier type de région à risque plus étendu que le deuxième type de région à risque mais moins restrictif pour la liberté d'évolution latérale, ce troisième type de région à risque ayant un éloignement latéral par rapport au premier type de région à risque inférieur à un seuil d'éloignement latéral dit statique supérieur aux seuils dynamiques, une figure 14 illustre un exemple de repérages superposés, sur la même zone d'évolution que la figure 1, des premier, deuxième et troisième types de région à risque montrés aux figures 1, 12, et 13, une figure 15 montre un exemple d'affichage, sur un écran de navigation, d'une carte de risque de collision sol provenant d'un système de prévention de risque de collision avec le sol, des figures 16 et 17 montrent la modification apportée à la carte de risque de collision sol de la figure 15 par l'ajout de la représentation en sur-texture ou sous-texture des deuxième et troisième types de région à risque où l'aéronef une liberté restreinte d'évolution latérale, une figure 18 montre la modification apportée à la carte de risque de collision sol de la figure 15 par l'ajout de la représentation des lignes de contour des deuxième et troisième types de région à risque où l'aéronef une liberté restreinte d'évolution latérale, - une figure 19 montre un exemple d'affichage, sur un écran de navigation, d'une carte de risque de collision latérale montrant le premier type de région à risque constitué des régions à contourner et les deuxième et troisième type de région à risque où l'aéronef a une liberté restreinte d'évolution latérale, et - une figure 20 représente un schéma d'un dispositif selon l'invention, de signalisation de risque de collision latérale avec le sol.

La signalisation de marges latérales de manoeuvre pour un aéronef requiert, avant toute chose, la délimitation, à la surface du globe terrestre, d'une zone d'évolution de l'aéronef, la cartographie de la zone d'évolution délimitée et un repérage sur la carte obtenue d'un premier type de région à risque constitué des régions à contourner car considérées comme d'un franchissement dangereux ou interdit.

La délimitation, à la surface du globe terrestre, de l'étendue et de l'orientation de la zone d'évolution de l'aéronef découle d'une part, d'informations concernant la position instantanée de l'aéronef ainsi que le module et la direction de son vecteur vitesse instantanée données par les instruments du bord et, d'autre part, d'instructions données par l'équipage de l'aéronef.

La cartographie de la zone du globe terrestre sélectionnée est élaborée à partir d'une base de données d'élévations du terrain et de zones réglementairement interdites de survol, embarquée ou consultable depuis l'aéronef. Elle consiste en une sélection, dans la base de données, des points appartenant à la zone d'évolution retenue, et en l'ordonnancement des points sélectionnés selon une grille de localisation qui est soit: une grille régulière en distance, alignée sur les méridiens et parallèles, une grille régulière en distance alignée sur le cap de l'aéronef, une grille régulière en distance alignée sur la route de l'aéronef, une grille régulière en angulaire, alignée sur les méridiens et parallèles, une grille régulière en angulaire alignée sur le cap de l'aéronef, une grille régulière en angulaire alignée sur la route de l'aéronef. une représentation polaire (radiale) centrée sur l'aéronef et son cap, une représentation polaire (radiale) centrée sur l'aéronef et sa route.

Dans la suite de la description, on utilise une grille de localisation régulière en distance, alignée sur les méridiens et parallèles, et définie par ses coins nord-ouest (NOLAT et NOLoN)et sud-est (SELAT SELON), avec pour résolution angulaire, RESLAT sur l'axe des latitudes et RESLoN sur l'axe des longitudes.

Dans les figures, les proportions entre les mailles de la grille de localisation et les surfaces des différents types de région à risque ne sont pas respectées en vue d'améliorer la lisibilité.

La figure 1 montre le repérage, sur une zone d'évolution sélectionnée, d'un premier type ZRISK de région à risque constitué des régions que l'aéronef doit contourner. Ce repérage se fait par un marquage ZRISK (i, j) des cellules du maillage de la grille de localisation appartenant à la zone d'évolution sélectionnée, prenant une valeur 0 pour les cellules du maillage contenues en totalité ou en partie dans des régions à contourner.

Les régions à contourner ZRISK peuvent être déterminées par un système embarqué de prévention des risques de collision avec le sol de type TAWS qui les assimilent souvent à une coupe de niveau horizontal du relief faite à l'altitude de la région la plus proche de l'aéronef interceptant un volume de protection lié à l'aéronef, tourné en direction du mouvement de l'aéronef et avec un profil vertical inférieur correspondant à celui dela trajectoire verticale que suivrait l'aéronef s'il prenait, au bout d'un temps d'anticipation arbitraire, la pente de montée maximale que lui autorisent ses performances du moment.

Les régions à contourner ZRISK peuvent aussi être assimilées aux reliefs de la zone d'évolution sélectionnée, dépassant une altitude de référence, les régions réglementairement interdites de survol se voyant affectées, de manière artificielle, une élévation infinie. Elles sont alors déterminées au moyen d'une coupe de niveau faite à l'altitude de référence dans la zone d'évolution retenue, cette coupe de niveau consistant à sélectionner dans la base de données, les points appartenant à la zone d'évolution retenue, dont l'élévation, réelle ou fictive est supérieure à l'altitude de référence.

L'altitude de référence RefAltn déterminant les régions à contourner est définie dynamiquement à partir: - des paramètres actuels de vol de l'aéronef, de marges verticales dynamiques de sécurité An, et - d'alarmes générées par d'autres systèmes (typiquement un TAWS). 30 En l'absence d'alarme provenant d'un système d'alerte de risque de collision avec le sol, elle peut être définie par la relation: RefAltn = min(Alt , Alt + An) n étant l'instant actuel, Altr, étant l'altitude actuelle de l'aéronef, An étant la variation d'altitude prédite, par exemple à 30 secondes, à partir de la vitesse verticale actuelle Vzn.

Ainsi, en l'absence d'alarme, l'altitude de référence RefAltn est prise égale à l'altitude actuelle Altn de l'aéronef lorsqu'il a une vitesse verticale Vzn positive et à l'altitude prédite à court ou moyen terme Altn + An lorsqu'il a une vitesse verticale Vzn négative ou nulle.

A l'apparition, à un instant 0, d'une alarme provenant d'un système io d'alerte de risque de collision avec le sol, l'altitude de référence peut être définie par la relation: RefAltn = min(Alto, Alto + Ao ALTO étant l'altitude de l'aéronef au moment de l'alarme, Ao étant la variation d'altitude prédite, en fonction de l'alarme, à partir de la vitesse verticale de l'aéronef VZ0 à l'apparition de l'alarme. Par exemple, une pour une alarme de type "Caution", A0 est la variation d'altitude prédite dans 20 secondes et pour une alarme de type "Warning", A0 est la variation d'altitude prédite dans 8 secondes.

Ainsi, lors d'une alarme de risque de collision sol, l'altitude de référence RefAlt0 est l'altitude de l'aéronef Alto si l'aéronef vole à l'horizontal ou en montée et l'altitude prévisible de l'aéronef Alto+Ao si l'aéronef est en descente.

La mise à jour à l'instant actuel n après une alarme de risque de collision sol 25 suit la règle suivante: - Si l'aéronef volait à l'horizontal ou montait lorsque l'alarme est apparue (Vzo>_0), ou si l'aéronef descendait lorsque l'alarme est apparue (Vzo<0) mais possède maintenant une vitesse verticale nulle ou positive (Vzn>_0), l'altitude de référence RefAltn est prise égale à 30 l'altitude actuelle Altn de l'aéronef.

- Si l'aéronef descendait lorsque l'alarme est apparue et continue toujours à descendre, avec une altitude actuelle Altn supérieure à la dernière mise à jour de l'altitude de référence (Altn>RefAltn_I), l'altitude de référence RefAltn est prise égale au maximum de la dernière mise à jour de l'altitude de référence RefAltn_1 et de l'altitude actuellement prévisible pour l'aéronef Altn+An: RefAltn = max(RefAlt _, , Alti, + An) Dans le dernier cas où l'aéronef descendait lorsque l'alarme est apparue et continue toujours à descendre, avec une altitude actuelle Altn inférieure ou égale à la dernière mise à jour de l'altitude de référence (Altn>RefAltn_1), l'altitude de référence RefAltn est prise 1 o égale l'altitude actuelle de l'aéronef Altn.

Pour prétendre être en sécurité, un aéronef doit respecter des distances d'éloignement par rapport au relief dans le plan vertical et, dans le plan horizontal lorsqu'il se trouve au voisinage de région à contourner ZRISK.

La distance verticale de sécurité peut être facilement prise en compte en l'ajoutant aux élévations de la base de données. Le premier type ZRISK de région à risque est alors repéré avec des contours correspondant non à leurs contours réels mais à des contours élargis dont les points ont une élévation correspondant à l'altitude de référence RefAltn diminuée de la distance verticale de sécurité.

La distance horizontale de sécurité est prise en compte dans la détermination de seuils d'éloignement horizontal par rapport aux limites des régions à contourner ZRIsK donnant à l'aéronef la possibilité d'engager un demi-tour en effectuant, indifféremment sur sa droite ou sur sa gauche, un virage à plat d'évitement dont le rayon est fixé en fonction des performances de l'aéronef et d'un degré de confort recherché, cela compte tenu du vent local.

Le virage d'évitement pris en compte pour les estimations des seuils est un virage à plat, à angle de roulis SIDE_BANK constant, parcouru avec une vitesse air TAS constante. Son rayon R est tiré de la relation classique: R g x tan(SIDE _ BANK) g étant l'accélération de la pesanteur. TAS 2 (1)

En fait, pour tenir compte des performances minimales en virage d'un aéronef, on adopte une valeur de rayon de virage SIDE_TURN_RADIUS dérivée de la formule précédente (1) corrigée dans les basses vitesse. Comme montré par le diagramme de la figure 2, cette correction consiste à imposer une valeur minimale (RADIUS_MINIMAL) coïncidant avec la valeur de rayon de virage obtenue pour une vitesse VuM1 correspondant à la vitesse de décrochage majorée de 30% et une phase linéaire de transition entre la vitesse VLIM1 et une vitesse légèrement supérieure VLIM2. où s'effectue la rejointe avec les valeurs données par la 1 o formule (1).

La distance minimale d'éloignement horizontal qu'un aéronef doit respecter vis à vis d'un point de contour en vue directe du premier type de région à risque à contourner dépend de la longueur de la partie du trajet d'évitement où l'aéronef est en rapprochement du point de contour, c'est-à- dire de la partie du trajet d'évitement qui lui est nécessaire de parcourir pour prendre une route parallèle à la tangente au contour au point considéré.

La figure 3, montre un aéronef 1 passant en un point A, au voisinage d'une zone à contourner ZRISK en suivant une route "track". Deux cercles 2 et 3 liés à la position actuelle de l'aéronef 1, de part et d'autre de sa route "track" figurent deux trajectoires circulaires d'évitement 2, 3 correspondant à un virage à plat de rayon R si l'on ne tient pas compte du vent local.

On voit que la longueur de la partie du trajet d'évitement où l'aéronef est en rapprochement correspond approximativement à un quart de tour sur la trajectoire d'un virage d'évitement vers la droite ou vers la gauche, pour un point du contour d'une zone à contourner ZRISK placé droit devant l'aéronef, donc avec angle de gisement nul, et à un demi-tour sur la trajectoire d'un virage d'évitement tourné vers le point de contour concerné, pour un point du contour d'une zone à contourner ZRISK placé sur le côté de l'aéronef, donc avec un angle de gisement de 90 . Entre ces deux angles de gisement, la longueur de la partie du trajet d'évitement où l'aéronef est en rapprochement prend une valeur intermédiaire entre un quart et un demi-tour.

Pour réaliser un trajet d'un quart de tour, l'aéronef a besoin d'une 35 marge de distance horizontale correspondant au rayon du virage d'évitement. Pour réaliser un trajet d'un demi-tour il a besoin d'une marge de distance horizontale correspondant au diamètre du virage d'évitement. Pour réaliser un trajet compris entre un quart et un demitour, il a besoin d'une marge de distance horizontale comprise entre un et deux rayons du virage d'évitement.

Estimer cette marge de distance horizontale revient à estimer la longueur de la projection sur la normale en un point P du contour d'une zone à contourner ZRISK, de l'arc d'un virage d'évitement à rayon R ou SIDE_TURN_RADIUS parcouru par l'aéronef, en rapprochement du point de contour P considéré. Pour faire cette estimation, on assimile, par simplification, la normale au contour d'une zone à contourner ZRISK en un point P, à l'axe de gisement de ce point P vu de l'aéronef, ce qui revient à prendre en compte, dans la définition d'un seuil d'éloignement par rapport à un point de contour d'une région du premier type, l'angle de gisement du point de contour concerné vu du mobile.

L'arc de virage d'évitement permettant à l'aéronef de ne plus se rapprocher d'un point P du bord d'une zone à contourner ZRISK est celui ouvrant sur un angle au centre égal à la somme d'un angle de 90 degrés et de l'angle de gisement du point de contour concerné limité en valeur absolue à au plus 90 degrés. La projection sur l'axe de gisement de cet arc de virage d'évitement a une longueur AD décomposable en longueur CD égale à un rayon R ou SIDE_TURN_RADIUS de virage d'évitement et en une longueur AC égale au produit du rayon R ou SIDE_TURN_RADIUS de virage d'évitement par le sinus d'un angle égale à la valeur absolue de l'angle de gisement considéré limitée à 90 degrés. On en déduit qu'un seuil de distance d'éloignement horizontal pour un point de contour en vue directe de l'aéronef, d'une région à éviter doit présenter une composante en: R sinlbearingl R étant le rayon du virage d'évitement, bearing étant l'angle de gisement du point de contour considéré vis à vis de la route (track) de l'aéronef.

La marge importante de distance de sécurité rajoutée à un seuil de distance latéral d'éloignement autorise une certaine liberté dans la longueur de l'arc de virage d'évitement prise en compte dans l'estimation de ce seuil.

Dans une première approche, on prend en considération l'arc de virage d'évitement permettant à l'aéronef de cesser de se rapprocher d'un point P du bord d'une zone à contourner ZRISK tel qu'il vient d'être défini précédemment et l'on en déduit une définition de seuil dynamique MLCDDYNAMIQUE (acronyme de l'expression anglo-saxonne:"Minimum Lateral Clearance Distance) pour chaque point de contour en vue directe de l'aéronef, du premier type de région à risque, définition qui répond à la 1 o relation: MLCDDYNAMIQUE = R(1 + sinlminjbearingl, 7M + SIDE _ MLCD, SIDE_MLCD1 étant une valeur constante de sécurité, ou encore, en tenant compte de la loi de détermination du rayon du virage d'évitement décrite relativement à la figure 2: MLCDDYNAMIQUE = SIDE _TURN _ RADIUS(l + sin[minbearingl,')I) + SIDE _ MLCD, Le respect par l'aéronef d'une distance d'éloignement supérieure ou égale à la borne supérieure des seuils dynamiques d'éloignement latéral définis précédemment lui garantit une liberté de manoeuvre latérale entière vis à vis de l'ensemble des régions à contourner. Cette borne supérieure dite seuil statique d'éloignement latéral MLCDSTATIQUE est atteinte dès que le 25 sinus de l'angle de gisement (bearing) atteint la valeur 1 de sorte que l'on a:

MLCD

STATIQUE = 2xSIDE _ TURN _ RADIUS + SIDE _ MLCD, Comme on le verra par la suite, le seuil statique d'éloignement latéral peut être utilisé pour délimiter grossièrement, autour des régions à contourner, les marges latérales nécessaires à la liberté de manoeuvre latérale de l'aéronef et les seuils dynamiques d'éloignement latéral pour délimiter plus finement, ces mêmes marges latérales et donner ainsi deux niveaux d'alarmes: l'un, celui basé sur le seuil statique d'éloignement latéral pour donner au pilote une perception de la distance en latéral du relief et l'autre, celui basé sur les seuils dynamiques, pour l'avertir d'un danger réel.

Dans ces conditions d'utilisation conjointe des seuils statique et dynamiques d'éloignement latéral, il est intéressant de réduire et même d'annuler la longueur de l'arc de virage pris en compte à gisement nul pour montrer au pilote d'un aéronef engagé dans un corridor que le danger devient d'autant plus grand que la manoeuvre latérale est importante. Le seuil d'éloignement latéral se réduit alors à la marge de distance de sécurité. Cela conduit, dans une deuxième approche, à une seconde définition du io seuil dynamique MLCDDYNAMIQUE dans laquelle l'expression en (1+sinus) est remplacée en une expression en 2xsinus: MLCDDYNAMIQUE = R(2 sinLminbearing, l + SIDE _ MLCD2 SIDE_MLCD2 étant une valeur constante de sécurité, ou encore, en tenant compte de la loi de détermination du rayon du virage d'évitement décrite relativement à la figure 2: MLCDDYNAMIQUE = SIDE _ TURN _ RADIUS(2 sintminbearing, /))+ SIDE _ MLCD2 20 Cette seconde définition du seuil dynamique MLCDDYNAMIQUE revient à prendre en considération un arc de virage d'évitement ouvrant sur un angle au centre égal au double de l'angle de gisement du point de contour concerné limité au plus à 180 degrés.

La borne supérieure des seuils MLCDDYNAMIQUES répondant à cette deuxième définition reste la même que précédemment de sorte que la définition du seuil statique MLCDSTATIQUE reste inchangée.

Les estimations des seuils MLCDdynamique et MLCDstatique peuvent être améliorées par une prise en compte du vent local. Pour ce faire, on fait entrer en ligne de compte la composante latérale WindSpeedy du vent local par rapport à l'aéronef dans la détermination du rayon du virage d'évitement, sur le temps tcap qu'il met pour parcourir la partie du trajet où il est en rapprochement d'un point de contour P en vue directe d'une zone à contourner. Les relations de détermination d'un seuil MLCDDYNAMIQUE pour un point donné d'un contour en vue directe d'une zone à éviter deviennent, pour la première approche: MLCDDYNAMIQUE = SIDE _TURN _ RADIUS x (1 + sin[min jbearingl, l (2) + WindSpeed y x tcap + SIDE _ MLCD, 2 (90 + [minbearingl, 901) x SIDE TURN _ RADIUS 360x TAS et, pour la deuxième approche: MLCDDYNAMIQUE = SIDE _TURN RADIUS x (2sin[mi4earingl, )) (3) + WindSpeed,, x taap + SIDE _ MLCD2 avec 27z- [min(21bearing,1801 x SIDE TURN _ RADIUS 360 x TAS La relation de détermination du seuil MLCDSTATIQUE devient quant à elle: MLCDSTATIQUE = 2 x SIDE _ TURN RADIUS + WindSpeed,, x tcap + SIDE _ MLCD, avec z SIDE TURN RADIUS tCap = Dans la détermination d'un seuil MLCDDYNAMIQUE, on peut ne prendre en compte l'influence du vent local que pour les points de contour de zone à contourner en vue directe de l'aéronef situé côté sous le vent, ce qui 25 limite les calculs.

On peut également, pour limiter les calculs d'une manière plus drastique, quantifier les valeurs des seuils MLCDDYNAMIQUE en donnant la même valeur de seuil MLCDDYNAMIQUE à des points de contour de zones à avec t = Cap t = cap (4)

TAS

contourner situés en vue directe de l'aéronef, dans une même plage de gisement.

On peut, par exemple, comme montré à la figure 4, partager la rose d'orientation des routes de l'aéronef en plusieurs secteurs angulaires: un secteur angulaire frontal 10 de 3 de gisement par rapport à la direction de la route (track) de l'aéronef, deux secteurs angulaires d'ouvertures latérales droite et gauche 11, 12 couvrant l'un 11 la plage de 3 à 5 de gisement à droite de l'aéronef et l'autre 12 la plage de -3 à -5 de gisement à gauche de l'aéronef, - deux secteurs angulaires avant droit et gauche 13, 14 couvrant l'un 13, la plage de 3 à 90 de gisement à droite de l'aéronef et l'autre 14, la plage de -3 à -90 de gisement à gauche de l'aéronef, et un secteur angulaire arrière 15 couvrant la plage de 90 à -90 de gisement sur l'arrière de l'aéronef.

Au découpage de la rose d'orientation des routes de l'aéronef en secteurs angulaires de gisement représenté à la figure 4, correspond la loi de définition des seuils dynamiques MLCDDYNAMIQUE illustrée à la figure 5.

A tout point de contour de régions à contourner en vue directe de l'aéronef dans le secteur angulaire frontal 10 est affectée une même valeur minimale de seuil correspondant à une marge de sécurité.

A tout point de contour de régions à contourner en vue directe de l'aéronef dans le secteur arrière 15 est affectée une même valeur maximal de seuil correspondant au seuil statique MLCDSTATIQUE déterminé selon la formule (4).

A tout point de contour de régions à contourner en vue directe de l'aéronef dans les secteurs angulaire avant droit et gauche 13, 14 sont affectées des valeurs de seuil dynamique MLCDDYNAMIQUE déterminées à partir des formules (2) ou (3).

A tout point de contour de régions à contourner en vue directe de l'aéronef dans les secteurs angulaires d'ouvertures latérales droite et gauche 11, 12 sont affectées des valeurs de seuil dynamique MLCDDYNAMIQUE suivant une loi de progression linéaire assurant la continuité des variations de seuil dynamique depuis la valeur minimale de seuil valable pour le secteur frontal jusqu'aux valeurs de seuils rencontrées aux débuts des secteurs angulaires avant droit et gauche 13, 14.

Comme dans le cas des systèmes TAWS, les ouvertures angulaires des secteurs angulaires partageant la rose d'orientation des routes de l'aéronef sont ajustées et décalées du côté intérieur d'un virage en cours, par exemple, en appliquant la loi de décalage en fonction du roulis de l'aéronef dont le graphe est montré à la figure 6.

Dans cette figure 6, la valeur du paramètre OUVERTUREMAx est tirée de la relation: TAS x REACTION _ DELAY g étant l'accélération de la pesanteur, ROLL_ANGLE étant l'angle de roulis de l'aéronef, TAS étant la vitesse air de l'aéronef, REACTION_DELAY étant un délai couvrant un temps de latence du système d'affichage de marge dû aux calculs à mener, un temps de mise en virage de l'aéronef (passage à l'angle de roulis voulu) et un temps de réaction du pilote.

Les seuils dynamiques MLCDDYNAMIQUE et statique MLCDSTATIQUE d'éloignement, dont on vient d'expliciter un procédé d'obtention, sont utilisés pour le traçage de marges de manoeuvrabilité autour du premier type de région à risque ZRISK. Pour cette utilisation, la carte du premier type de région à risque de la figure 1 répertoriant les régions à contourner ZRISK est pourvue, comme montré à la figure 7, d'une métrique donnant les distances euclidiennes d'éloignement des points extérieurs aux régions à contourner ZRISK par rapport aux contours de ces dernières. Cette métrique peut être obtenue de différentes manières, par exemple au moyen d'une transformée de distance à masque de chanfrein ("Chamfer Distance Transform" en anglo-saxon) ou d'une transformée de distance à vecteur ("Vector Distance Transform" en anglo-saxon).

Les transformées de distance à masque de chanfrein, souvent dites par propagation, sont apparues initialement en analyse d'image pour estimer des distances entre objets. Gunilla Borgefors en décrit des exemples dans son article intitulé " Distance Transformation in Digital Images." paru dans la revue: Computer Vision, Graphics and Image Processing, Vol. 34 pp. 344-378 en février 1986.

OUVERTUREM = g x tan(ROLL ANGLE) La distance entre deux points d'une surface est la longueur minimale de tous les parcours possibles sur la surface partant de l'un des points et aboutissant à l'autre. Dans une image formée de pixels répartis selon un maillage régulier de lignes, colonnes et diagonales, une transformée de distance par propagation estime la distance d'un pixel dit pixel "but" par rapport à un ou plusieurs pixels dit pixels "source" en construisant progressivement, en partant des pixels source, le plus court trajet possible suivant le maillage des pixels et aboutissant au pixel but, et en s'aidant des distances trouvées pour les pixels de l'image déjà analysés et d'un tableau dit masque de chanfrein répertoriant les valeurs des distances entre un pixel et ses proches voisins.

Comme montré à la figure 8, un masque de chanfrein se présente sous la forme d'un tableau avec une disposition de cases reproduisant le motif d'un pixel entouré de ses proches voisins. Au centre du motif, une case affectée de la valeur 0 repère le pixel pris pour origine des distances répertoriées dans le tableau. Autour de cette case centrale, s'agglomèrent des cases périphériques remplies de valeurs de distance de proximité non nulles et reprenant la disposition des pixels du voisinage d'un pixel supposé occuper la case centrale. La valeur de distance de proximité figurant dans une case périphérique est celle de la distance séparant un pixel occupant la position de la case périphérique concernée, d'un pixel occupant la position de la case centrale. On remarque que les valeurs de distance de proximité se répartissent en cercles concentriques. Un premier cercle de quatre cases correspondant aux quatre pixels de premier rang, qui sont les plus proches du pixel de la case centrale, soit sur la même ligne, soit sur la même colonne, sont affectées d'une valeur de distance de proximité Dl. Un deuxième cercle de quatre cases correspondant aux quatre pixels de deuxième rang, qui sont pixels les plus proches du pixel de la case centrale placés sur les diagonales, sont affectées d'une valeur de distance de proximité D2. Un troisième cercle de huit cases correspondant aux huit pixels de troisième rang, qui sont les plus proches du pixel de la case centrale tout en restant en dehors de la ligne, de la colonne et des diagonales occupées par le pixel de la case centrale, sont affectées d'une valeur de distance de proximité D3.

Le masque de chanfrein peut couvrir un voisinage plus ou moins étendu du pixel de la case centrale en répertoriant les valeurs des distances de proximité d'un nombre plus ou moins important de cercles concentriques de pixels du voisinage. Il peut être réduit aux deux premiers cercles formés par les pixels du voisinage d'un pixel occupant la case centrale ou être étendu au-delà des trois premiers cercles formés par les pixels du voisinage du pixel de la case centrale. Il est habituel de s'arrêter à trois premiers cercles comme pour le masque de chanfrein montré à la figure 3.

Les valeurs des distances de proximité Dl, D2, D3 qui correspondent à des distances euclidiennes sont exprimées dans une échelle dont le facteur multiplicatif autorise l'emploi de nombres entiers au prix d'une certaine approximation. C'est ainsi que G. Borgefors adopte une échelle correspondant à un facteur multiplicatif 3 ou 5. Dans le cas d'un masque de chanfrein retenant les deux premiers cercles de valeurs de distance de proximité, donc de dimensions 3x3, G. Borgefors donne, à la première distance de proximité Dl qui correspond à un échelon en abscisse ou en ordonnée et également au facteur multiplicatif d'échelle, la valeur 3 et, à la deuxième distance de proximité qui correspond à la racine de la somme des carrés des échelons en abscisse et en ordonnée rrx2 + y2, la valeur 4.

Dans le cas d'un masque de chanfrein retenant les trois premiers cercles, donc de dimensions 5x5, elle donne, à la distance Dl qui correspond au facteur multiplicatif d'échelle, la valeur 5, à la distance D2, la valeur 7 qui est une approximation de 5\ri, et à la distance D3 la valeur 11 qui est une approximation de 5 La construction progressive du plus court trajet possible allant à un pixel but en partant de pixels source et en suivant le maillage des pixels se fait par un balayage régulier des pixels de l'image au moyen du masque de chanfrein.

Initialement, les pixels de l'image se voient affecter une valeur de distance infinie, en fait un nombre suffisamment élevé pour dépasser toutes les valeurs des distances mesurables dans l'image, à l'exception du ou des pixels source qui se voient affecter une valeur de distance nulle. Puis les valeurs initiales de distance affectées aux points but sont mises à jour au cours du balayage de l'image par le masque de chanfrein, une mise à jour consistant à remplacer une valeur de distance attribuée à un point but, par une nouvelle valeur moindre résultant d'une estimation de distance faite à l'occasion d'une nouvelle application du masque de chanfrein au point but considéré.

Une estimation de distance par application du masque de chanfrein à un pixel but consiste à répertorier tous les trajets allant de ce pixel but au pixel source et passant par un pixel du voisinage du pixel but dont la distance a déjà été estimée au cours du même balayage, à rechercher parmi les trajets répertoriés, le ou les trajets les plus courts et à adopter la longueur du ou des trajets les plus courts comme estimation de io distance. Cela se fait en plaçant le pixel but dont on veut estimer la distance dans la case centrale du masque de chanfrein, en sélectionnant les cases périphériques du masque de chanfrein correspondant à des pixels du voisinage dont la distance vient d'être mise à jour, en calculant les longueurs des trajets les plus courts reliant le pixel but à mettre à jour aux pixels source en passant par un des pixels sélectionnés du voisinage, par addition de la valeur de distance affectée au pixel du voisinage concerné et de la valeur de distance de proximité donnée par le masque de chanfrein, et à adopter, comme estimation de distance, le minimum des valeurs de longueur de trajet obtenues et de l'ancienne valeur de distance affectée au pixel en cours d'analyse.

Au niveau d'un pixel en analyse par le masque de chanfrein, la recherche progressive des plus courts trajets possibles partant d'un pixel source et allant aux différents pixels but de l'image donne lieu à un phénomène de propagation en directions des pixels qui sont les voisins les plus proches du pixel en analyse et dont les distances sont répertoriées dans le masque de chanfrein. Dans le cas d'une répartition régulière des pixels de l'image, les directions des plus proches voisins d'un pixel ne variant pas sont considérées comme des axes de propagation de la transformée de distance à masque de chanfrein.

L'ordre de balayage des pixels de l'image influe sur la fiabilité des estimations de distance et de leurs mises à jour car les trajets pris en compte en dépendent. En fait, il est soumis à une contrainte de régularité qui fait que si les pixels de l'image sont repérés selon l'ordre lexicographique (pixels classés dans un ordre croissant ligne par ligne en partant du haut de l'image et en progressant vers le bas de l'image, et de gauche à droite au sein d'une ligne), et si un pixel p a été analysé avant un pixel q alors un pixel p+x doit être analysé avant le pixel q+x. Les ordres lexicographique, lexicographique inverse (balayage des pixels de l'image ligne par ligne de bas en haut et, au sein d'une ligne, de droite à gauche), lexicographique transposé (balayage des pixels de l'image colonne par colonne de gauche à droite et, au sein d'une colonne, de haut en bas), lexicographique transposé inverse (balayage des pixels par colonnes de droite à gauche et au sein d'une colonne de bas en haut) satisfont cette condition de régularité et plus généralement tous les balayages dans lesquels les lignes et colonnes sont balayées de droite à gauche ou de gauche à droite. G. Borgefors préconise un double balayage des pixels de l'image, une fois dans l'ordre lexicographique et une autre dans l'ordre lexicographique inverse.

L'analyse de l'image au moyen du masque de chanfrein peut se faire selon une méthode parallèle ou une méthode séquentielle. Pour la méthode parallèle, on considère les propagations de distance depuis tous les points du masque que l'on fait passer sur la totalité de l'image en plusieurs balayages jusqu'à ce qu'il ne se produise plus de changement dans les estimations de distance. Pour la méthode séquentielle, on ne considère les propagations de distance que depuis la moitié des points du masque. On fait passer la moitié supérieure du masque sur tous les pointsde l'image par un balayage suivant l'ordre lexicographique puis la moitié inférieure du masque sur tous les points de l'image selon l'ordre lexicographique inverse.

La figure 9a montre, dans le cas de la méthode séquentielle et d'une passe de balayage selon l'ordre lexicographique allant du coin supérieur gauche au coin inférieur droit de l'image, les cases du masque de chanfrein de la figure 3 utilisées pour répertorier les trajets allant d'un pixel but placé sur la case centrale (case indexée par 0) au pixel source en passant par un pixel du voisinage dont la distance a déjà fait l'objet d'une estimation au cours du même balayage. Ces cases sont au nombre de huit, disposées dans la partie supérieure gauche du masque de chanfrein. Il y a donc huit trajets répertoriés pour la recherche du plus court dont la longueur est prise pour estimation de la distance.

La figure 9b montre, dans le cas de la méthode séquentielle et d'une passe de balayage selon l'ordre lexicographique inverse allant du coin inférieur droit au coin supérieur gauche de l'image, les cases du masque de chanfrein de la figure 3 utilisées pour répertorier les trajets allant d'un pixel but placé sur la case centrale (case indexée par 0) au pixel source en passant par un pixel du voisinage dont la distance a déjà fait l'objet d'une estimation au cours du même balayage. Ces cases sont complémentaires de celles de la figure 4a. Elles sont également au nombre de huit mais disposées dans la partie inférieure droite du masque de chanfrein. II y a donc encore huit trajets répertoriés pour la recherche du plus court dont la longueur est prise pour estimation de la distance.

La transformée de distance par propagation dont le principe vient d'être rappelé sommairement a été conçue à l'origine pour l'analyse du positionnement d'objets dans une image mais elle n'a pas tardé à être appliquée à l'estimation des distances sur une carte du relief extraite d'une base de données d'élévations du terrain à maillage régulier de la surface terrestre. En effet, une telle carte ne dispose pas explicitement d'une métrique puisqu'elle est tracée à partir des élévations des points du maillage de la base de données d'élévations du terrain de la zone représentée. Dans ce cadre, la transformée de distance par propagation est appliquée à une image dont les pixels sont les éléments de la base de données d'élévations du terrain appartenant à la carte, c'est-à-dire, des valeurs d'élévation associées aux coordonnées géographiques latitude, longitude des noeuds du maillage où elles ont été mesurées, classés, comme sur la carte, par latitude et par longitude croissantes ou décroissantes selon un tableau à deux dimensions de coordonnées latitude et longitude.

Pour l'obtention, dans une carte d'une zone d'évolution, des distances d'éloignement de points extérieurs à des régions à contourner par rapport aux contours de ces régions à contourner, les zones à contourner sont considérées comme des objets lors de l'application d'une transformée de distance à masque de chanfrein, tous leurs points étant considérés comme des points source. Les balayages de la carte par le masque de chanfrein conduisent à la sélection, pour les estimations de distance, de trajets se développant en direction des points buts, le long de normales aux contours des régions à contourner, à la manière de dendrites.

Une autre transformée de distance utilisable pour estimer des distances d'éloignement est la transformée de distance à vecteur ("Vector 35 Distance Transform" en anglo-saxon ou encore "Signed Euclidian Distance Transform"). Per-Erik Danielsson en décrit des exemples dans un article intitulé " Euclidian distance mapping" Computer Vision, Graphics and Image Processing, Vol. 14 pp. 227-248 en 1980.

Cette transformée de distance à vecteur est basée sur le fait que la localisation d'un pixel peut être déduite des localisations de ses plus proches voisins. Elle reprend le principe d'une transformée de distance à masque de chanfrein mais avec un masque constitué d'un tableau rassemblant les composantes, en unités d'axes du repère de référence, (abscisse x et ordonnée y dans le cas 2D) des distances séparant le pixel en analyse placé au centre du masque, des pixels qui sont ses plus proches voisins, distances qui sont orientées en direction du pixel en analyse.

Chaque pixel d'une image soumise à une transformation de distance à vecteur est affecté des composantes d'un vecteur de localisation. A l'initialisation, ces composantes sont nulles pour les pixels source origine des mesures de distance et portées à des valeurs maximales pour les autres.

Lors de l'application du masque à un pixel en analyse, le vecteur de localisation de ce pixel a sa longueur (Ix2 + y2 dans le cas 2D) comparée aux longueurs de nouveaux vecteurs de localisation déduits des vecteurs de localisation des pixels voisins couverts par le masque et des composantes de distances orientées répertoriées dans le masque, et remplacé par un nouveau vecteur de localisation si celui-ci est de longueur moindre.

Comme pour un masque de chanfrein, un masque de transformée de distance à vecteur peut être plus ou moins grand et la propagation des vecteurs de localisation impose des conditions aux directions de déplacement du masque lors du balayage d'une image. L'intérêt de la transformée de distance à vecteur réside dans le fait que l'erreur sur les estimations de distance obtenues est bornée. En effet, il n'y a pas d'approximation de distance faite dans le masque et les erreurs ne proviennent que d'une mauvaise propagation.

La figure 10 donne un exemple de masque d'une transformée de distance à vecteur réduit au premier cercle de quatre cases correspondant aux quatre pixels de premier rang, qui sont les plus proches du pixel de la case centrale, soit sur la même ligne, soit sur la même colonne. Ce masque se présente sous la forme d'un tableau avec une disposition de cases reproduisant le motif d'un pixel entouré de ses proches voisins. Au centre du motif, une case 20 affectée de la valeur 0,0 repère le pixel pris pour origine des distances répertoriées dans le tableau. Autour de cette case centrale, s'agglomèrent des cases périphériques 21, 22, 23, 24 qui reprennent la disposition des pixels du voisinage d'un pixel supposé occuper la case centrale. Chacune de ces cases périphériques indique la quantité : 0, +1, -1 à ajouter aux composantes du vecteur de localisation affectées à un pixel voisin pour tenir compte du déplacement jusqu'au pixel en analyse dans un repère de référence à axes orientés orthogonaux parallèles aux lignes et colonnes de pixels. Pour avoir une propagation correcte des vecteurs de 1 o localisation, le masque peut être déplacé sur l'image, dans les deux sens, selon deux directions de balayage: la direction horizontale et la direction d'une diagonale de l'image. A chaque fois, seule une partie des cases du masque est utilisée. Pour un balayage selon la direction de la diagonale dans le sens montant (figure 11 a), seules la case inférieure 23 et la case latérale droite 24 sont utilisées. Pour un balayage horizontal de la gauche vers la droite (figure 11 b) seule la case latérale gauche 22 est utilisée. Pour un balayage selon la direction de la diagonale dans le sens descendant (figure 11c), seules la case supérieure 21 et la case latérale gauche 22 sont utilisées. Pour un balayage horizontal de la droite vers la gauche (figure 11d) seule la case latérale droite 24 est utilisée.

La figure 12 montre, sur la même zone d'évolution que les figures 1 et 7, un deuxième type de région à risque ZTURN1 ajouté au premier type de région à risque ZRISK. Ce deuxième type de région à risque ZTURN1 représenté en un grisé plus clair que les régions à risque du premier type ZRISK est constitué des régions proches des régions à risque du premier type ZRISK où l'aéronef à une liberté très limitée d'évolution latérale car leurs cellules ne respectent pas les seuils dynamiques d'éloignement latéral MLCDDYNAMIQUE supposé ici, couvrir une plage de valeurs de 7 à 27.

La figure 13 montre, sur la même zone d'évolution que les figures 1 et 7, un troisième type de région à risque ZTURN2 ajouté au premier type de région à risque ZRISK. Ce troisième type de région à risque ZTURN2 représenté en un grisé plus clair que les régions à risque du premier type ZRISK est constitué des régions proches des régions à risque du premier type ZRISK où l'aéronef à une liberté relativement limitée d'évolution latérale car leurs cellules ne respectent pas le seuil statique d'éloignement latéral MLCDSTATIQUE qui est supposé ici, avec les hypothèses faites sur la plage de valeurs des seuils dynamiques d'éloignement latéral MLCDDYNAMIQUE, avoir une valeur de 27.

La figure 14 montre, sur la même zone d'évolution que les figures précédentes 1, 7, 12 et 13, une carte fusionnée des trois types de région à risque. II est à noter que les définitions adoptées pour les seuils dynamiques et statique d'éloignement latéral MLCDDYNAMIQUE et MLCDSTATIQUE, impliquent que les régions du deuxième type ZTURNI délimitées à partir des seuils dynamiques MLCDDYNAMIQUE sont incluses dans les régions du troisième type ZTURN2 délimitées à partir du seuil statique MLCDSTATIQUE et que les limites des contours des régions du deuxième et du troisième type ZTURNI etZTURN2 se confondent sur le travers de l'aéronef.

Les trois types de région à risque ZRISK, ZTURNI, ZTURN2, qui viennent d'être déterminés dans la zone d'évolution sélectionnée et qui renseignent sur les dangers en latéral, peuvent être présentés sur un écran de navigation de la planche de bord de l'aéronef, en complément ou en remplacement d'une carte THD (acronyme tiré de l'expression anglosaxonne:"Terrain Hazard Display"), affichée par un système de prévention des risques de collision avec le sol par exemple de type TAWS.

Lorsque les trois types de région à risque sont présentés en complément d'une carte THD, le premier type de région à risque considéré comme à contourner ZRISK fait déjà partie de la carte THD. II est en général constitué par une coupe horizontal du terrain survolé pratiquée à un niveau de référence correspondant à l'altitude de l'aéronef diminuée d'une marge de sécurité, coupe à laquelle s'ajoutent les contours des zones interdites de survol par la réglementation. Parfois, les formes des régions à contourner du premier type ZRISK sont détaillées plus finement par des coupes de niveau supplémentaires. La carte THD de la figure 15 détaille la forme des régions à contourner du premier type ZRISK au moyen d'une coupe de niveau proche de l'altitude de référence et de deux autres coupes de niveau 500 et 1500 pieds au-dessus de l'altitude de référence. Elle détaille également les régions volables par trois coupes de niveau à 500, 100 et 1500 pieds en-dessous de l'altitude de référence de l'aéronef.

Les deux types de régions à risque ZTURN1 et ZTURN2 dans 35 lesquelles l'aéronef a une liberté de manoeuvre latérale plus ou moins limitée peuvent être représentés sur une carte THD par des sur-textures (figure 16), par des sous-textures (figure 17) ou par des lignes de contour (figure 18). Les sur-textures recouvrent le premier type de région à risque ZRISK à contourner et débordent sur les régions volables tandis que les sous-textures n'apparaissent qu'en bordure des régions volables. Le deuxième type de région à risque ZTURN1 correspondant aux seuils dynamiques d'éloignement latéral MLCDDYNAMIQUE étant plus contraignant en terme de sécurité que le troisième type de région à risque ZTURN2 correspondant au seuil statique d'éloignement latéral MLCDSTATIQUE est affecté d'une texture plus dense.

Un symbole supplémentaire, par exemple un cercle autour de l'aéronef peut être affiché pour rendre plus apparente la position de l'aéronef par rapport aux frontières extérieures des deuxième et troisième types de régions à risque ZTURN1 et ZTURN2 constituant les marges en latéral qui sont nécessaires à sa liberté de manoeuvre.

En remplacement d'une carte THD, les trois types de région à risque ZRISK, ZTURN1 et ZTURN2 permettent l'affichage d'une carte de danger latéral (LHD acronyme tiré de l'expression anglo-saxonne "Lateral Hazard Display") . La figure 19 montre un tel affichage. Dans cette figure, le premier type de région à risque ZRISK correspondant aux régions à contourner, c'està-dire à une coupe de niveau du relief de la zone d'évolution sélectionnée, faite à une altitude de référence déterminée de la manière précédemment décrite et complétée par les contours des régions soumises à une réglementation d'interdiction de survol, est montré en blanc sans texture. Le deuxième type de région à risque ZTURN1 correspondant aux marges entourant le premier type de région à risque ZRISK, de largeurs inférieures aux seuils dynamiques d'éloignement latéral MLCDDYNAMIQUE, au niveau des différents points de contour du premier type de région à risque ZRISK en vue directe de l'aéronef, est montré en une texture sombre parsemée uniformément de points clairs peu denses. Le troisième type de région à risque ZTURN2 correspondant aux marges entourant le premier type de région à risque ZRISK, de largeur inférieure au seuil statique d'éloignement latéral MLCDSTATIQUE, est montré en une couleur sombre parsemée uniformément de points clairs denses.

En variante, les trois types de région à risque ZRISK, ZTURN1 et 35 ZTURN2 peuvent être représentées par des couleurs fonction du niveau de risque, par exemple une couleur rouge pour le premier type de régions à risque ZRISK qui constitue un risque fort car devant être contourné, une couleur jaune délavée pour le deuxième type de région à risque ZTURN1 qui constitue un risque faible car indiquant seulement que la borne supérieure des seuils dynamiques d'éloignement latéral n'est plus respectée, une couleur jaune soutenue pour le troisième type de région à risque ZTURN2 qui constitue un risque moyen dès lors que les seuils dynamiques d'éloignement latéral ne sont plus respectés et une couleur verte pour le reste des points de la carte avec un niveau de risque nul. Il permet de conforter le pilote de l'aéronef dans son évaluation mentale des rayons de virage à plat qui sont à la portée de l'aéronef compte tenu du vent local.

L'affichage d'une carte THD complétée par les trois types de région à risque ZRISK, ZTURN1 et ZTURN2 ou de la carte LHD peut être accompagné par des alarmes sonores ou lumineuses signalant à l'équipage de l'aéronef des restrictions plus ou moins importantes de sa liberté de manoeuvre et précisant le côté et éventuellement l'angle de gisement d'où provient la plus grande menace.

La figure 20 montre un dispositif de signalisation de risques dans son environnement fonctionnel à bord d'un aéronef. Le dispositif de signalisation de risque se compose essentiellement d'un calculateur 30 associé à une base de données d'élévations du terrain et de zones interdites de survol 31 et à des dispositifs d'affichage visuel 32 et sonore 33. La base de données d'élévations du terrain et de zones interdites de survol 31 est représentée comme étant embarquée à bord de l'aéronef mais elle peut tout aussi bien être placée au sol et accessible de l'aéronef par radio-transmission. Le calculateur 30 peut être un calculateur spécifique à la génération des signalisations des risques motivés par la proximité du relief ou de zones interdites de survol à contourner dans la zone d'évolution de l'aéronef ou un calculateur partagé avec d'autres tâches comme la gestion du vol ou le pilote automatique. En ce qui concerne la signalisation de risque, il reçoit des équipements de navigation 34 de l'aéronef, les principaux paramètres de vol dont la position de l'aéronef en latitude, longitude et altitude, et la direction et l'amplitude de son vecteur vitesse. A partir de ces paramètres de vol et d'instructions éventuelles provenant du pilote de l'aéronef, il détermine à chaque instant: la position à la surface du globe terrestre, l'orientation et les dimensions d'une zone d'évolution où rechercher les différents types de régions à risques et les éventuelles zones à survol interdit, une altitude de référence, et des seuils dynamiques et statique d'éloignement latéral.

A partir des informations de la base de données d'élévations du terrain et des zones interdites de survol 31, il extrait une grille de localisation cartographiant la zone d'évolution sélectionnée. II place ensuite, sur cette grille de localisation: les contours du premier type de régions à risque ZRISK qu'il reçoit d'un équipement TAWS 35 où qu'il détermine à partir d'une coupe du relief pratiquée à l'altitude de référence et complétée par les contours des zones interdites de survol, les contours du deuxième type de région à risque qu'il détermine au moyen d'une part, d'une carte de distance d'éloignement par rapport au premier type de région à risque, établie par exemple, à l'aide d'une transformée de distance, et d'autre part, du seuil statique d'éloignement latéral, les contours du troisième type de région à risque qu'il déterminent au moyen de la carte de distance d'éloignement et des seuils dynamiques d'éloignement latéral.

Une fois ces différentes zones placées sur la grille de localisation, il procède à l'élaboration d'une image les représentant affichable sur un écran 36 du cockpit, par exemple l'écran de navigation ND et, en présence d'une pénétration de l'aéronef dans le deuxième ou le troisième type de région à risque ZTURN1 ou ZTURN2, à l'émission d'une alarme sonore ou visuelle précisant le niveau de limitation de manoeuvrabilité latérale et éventuellement le gisement, par rapport à l'aéronef, du ou des points de contour de région du premier type à l'origine de la limitation.

Claims (25)

REVENDICATIONS

1. Dispositif, pour mobile, de signalisation de marges latérales de 5 manoeuvre comportant: des moyens de sélection, à la surface du globe terrestre, d'une zone d'évolution, des moyens de prise en compte, dans la zone d'évolution sélectionnée, d'un premier type de région à risque (ZRISK) constitué de 1 o régions considérées comme infranchissables, des moyens d'élaboration d'au moins un seuil d'éloignement horizontal à respecter par rapport au premier type de région à risque (ZRIsK) pour prétendre à une complète liberté d'évolution latérale, et des moyens de détermination, dans la zone d'évolution sélectionnée, d'un deuxième type de région à risque (ZTURN) constitué de régions où le mobile a une liberté restreinte d'évolution latérale, ledit deuxième type de région à risque (ZTURN) entourant le premier type de région à risque (ZRISK) sur des largeurs au moins égales au seuil d'éloignement établis par les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement, ledit dispositif étant caractérisé en ce que les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement prennent en compte dans l'estimation d'un seuil d'éloignement pour un point (P) de contour d'une région du premier type (ZRISK), l'angle de gisement (bearing) du point (P) de contour concerné vu du mobile.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement prennent en compte dans l'estimation d'un seuil d'éloignement pour un point (P) de contour d'une région du premier type (ZRISK), le sinus de l'angle de gisement (bearing) du point (P) de contour concerné vu du mobile.

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement élaborent des seuils d'éloignement (MLCDDYNAMIQUE) comportant au moins une composante de distance correspondant à la longueur de la projection (AD) sur l'axe de 35 gisement du point (P) de contour concerné par rapport au mobile, d'un arc de virage d'évitement à diamètre déterminé.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement élaborent des seuils d'éloignement (MLCDDYNAMIQUE) comportant au moins une composante de distance correspondant à la longueur de la projection sur l'axe de gisement du point (P) de contour concerné par rapport au mobile, d'un arc de virage d'évitement ouvrant sur un angle au centre égal au double de l'angle de gisement (bearing) du point (P) de contour concerné limité en valeur absolue à au plus 180 degrés.

5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement élaborent des seuils d'éloignement (MLCDDYNAMIQUE) comportant au moins une composante de distance correspondant à la longueur de la projection sur l'axe de gisement du point (P) de contour concerné par rapport au mobile, d'un arc de virage d'évitement ouvrant sur un angle au centre égal à la somme d'un angle de 90 degrés et de l'angle de gisement (bearing) du point (P) de contour concerné limité en valeur absolue à au plus 90 degrés.

6. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement élaborent des seuils d'éloignement comportant au moins une composante de distance proportionnelle au produit du rayon (R, SIDE_TURN_RADIUS) d'un virage d'évitement par le sinus de l'angle de gisement (bearing) du point (P) de contour concerné vu du mobile, ledit angle de gisement (bearing) étant pris en valeur absolue et limité à la fois supérieurement et inférieurement.

7. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement élaborent des seuils d'éloignement comportant au moins une composante de distance proportionnelle au produit du rayon (R, SIDE_TURN_RADIUS) du virage d'évitement par le sinus de l'angle de gisement (bearing) du point (P) de contour concerné vu du mobile, ledit angle de gisement (bearing) étant pris en valeur absolue et limité à 90 degrés.

8. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement élaborent des seuils d'éloignement comportant au moins une composante de distance proportionnelle au produit du rayon (R, SIDE_TURN_RADIUS) du virage d'évitement par le double du sinus de l'angle de gisement (bearing) du point (P) de contour concerné vu du mobile, ledit angle de gisement (bearing) étant pris en valeur absolue et limité à 90 degrés.

9. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement déterminent un seuil dynamique d'éloignement (MLCDDYNAMIQUE) par addition, à la longueur de la projection (AD) de l'arc de virage d'évitement sur l'axe de gisement, d'une distance de dérive fonction de la composante latérale (WindSpeedy) de la vitesse de dérive du mobile et du temps (tcap) que mettrait le mobile pour parcourir ledit arc à une vitesse de consigne (TAS).

10. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que, les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement déterminent un seuil dynamique d'éloignement (MLCDDYNAMIQUE) par addition d'une distance de sécurité (SIDE_MLCD) à la longueur de la projection (AD) de l'arc de virage d'évitement sur l'axe de gisement.

11. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement déterminent un seuil dynamique d'éloignement (MLCDDYNAMIQUE) par addition, à la longueur de la projection (AD) dudit arc sur l'axe de gisement, d'une distance de dérive fonction de la composante latérale (WindSpeedy) de la vitesse de dérive du mobile et du temps (tcap) que mettrait le mobile pour parcourir ledit arc à une vitesse de consigne (TAS), et d'une distance de sécurité (SIDE_MLCD).

12. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement déterminent, pour chaque point (P) de contour des régions du premier type (ZRISK) en vue directe du mobile, un seuil dynamique d'éloignement (MLCDDYNAMIQUE) prenant une valeur augmentant avec l'angle de gisement (bearing), par rapport au mobile, du point (P) de contour concerné.

13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement déterminent, pour chaque point (P) de contour des régions du premier type (ZRISK) en vue directe du mobile, un seuil dynamique d'éloignement (MLCDDYNAMIQUE) prenant une valeur augmentant avec l'angle de gisement, par rapport au mobile, du point (P) de contour concerné, depuis une valeur minimale maintenue constante sur un étroit secteur angulaire central (10) de gisement (bearing) qui renferme la direction de la route instantanée du mobile et qui est décentré en direction du côté vers lequel le mobile tourne.

14. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement déterminent, pour chaque point (P) de contour des régions du premier type (ZRISK) en vue directe du mobile, un seuil dynamique d'éloignement (MLCDDYNAMIQUE) prenant une valeur augmentant avec l'angle de gisement (bearing), par rapport au mobile, du point (P) de contour concerné, jusqu'à une valeur limite atteinte dès que la valeur absolue de l'angle de gisement (bearing) dépasse les 90 degrés.

15. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement déterminent un seuil statique d'éloignement (MLCDsTATIQUE) valable pour tous les points (P) de contour des régions du premier type (ZRISK), et pris égal au seuil dynamique (MLCDDYNAMIQUE) d'un point (P) de contour situé à 90 degrés de gisement.

16. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement déterminent un seuil statique d'éloignement (MLCDsTATIQUE) valable pour tous les points (P) de contour des régions du premier type (ZRISK), et supérieur ou égale au diamètre (2R, 2SIDE_TURN_RADIUS) du virage d'évitement.

17. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte: des moyens de sélection, à la surface du globe terrestre, d'une zone d'évolution du mobile, des moyens de prise en compte, dans la zone d'évolution sélectionnée, d'un premier type de région à risque (ZRISK) constitué de 5 régions considérées comme à contourner, des moyens d'élaboration de seuil d'éloignement latéral déterminant un seuil dynamique d'éloignement (MLCDDYNAMIQUE) pour chaque point (P) de contour des régions du premier type (ZRISK) en vue directe du mobile, tenant compte de l'angle de gisement (bearing) du point (P) de o contour concerné par rapport au mobile et un seuil statique d'éloignement (MLCDSTATIQUE) valable pour tous les points (P) de contour des régions du premier type (ZRISK), supérieur ou égal au diamètre (2R, 2SIDE_TURN_RADIUS) du virage d'évitement, lesdits seuils dynamiques d'éloignement (MLCDDYNAMIQUE) prenant des valeurs augmentant avec la valeur absolue des angles de gisement (bearing) jusqu'à une valeur limite prise égale au seuil statique (MLCDSTATIQUE), des moyens de détermination, dans la zone d'évolution sélectionnée, d'un deuxième type de région à risque (ZTURN1) constitué de régions où le mobile a une liberté restreinte d'évolution latérale, ledit deuxième type de région à risque (ZTURN1) s'étendant, autour du premier type de région à risque (ZRISK) et ayant, devant les points (P) des régions à risque du premier type (ZRISK) en vue du mobile, des largeurs au moins égales aux seuils dynamiques d'éloignement (MLCDDYNAMIQUE) fournis par les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement, et des moyens de détermination, dans la zone d'évolution sélectionnée, d'un troisième type de région à risque (ZTURN2) constitué de régions où le mobile peut avoir une liberté restreinte d'évolution latérale, ledit troisième type de région à risque (ZTURN2) s'étendant autour du premier type (ZRISK) sur une largeur au moins égale au seuil statique d'éloignement (MLCDSTATIQUE) fourni par les moyens d'élaboration de seuil d'éloignement.

18. Dispositif selon la revendication 17, pour un mobile du genre 35 aéronef équipé d'un système de prévention de collision sol (TAWS) repérant des contours de régions potentiellement dangereuses, caractérisé en ce que les moyens de prise en compte du premier type de région à risque (ZRISK) assimilent le premier type de région à risque (ZRISK) aux régions signalées comme dangereuses par le système de prévention de collision sol (TAWS) .

19. Dispositif selon la revendication 17, pour un mobile du genre aéronef, caractérisé en ce que les moyens de prise en compte du premier type de région à risque (ZR,sK) assimilent le premier type de région à risque (ZRISK) à une coupe de niveau du relief de la zone d'évolution sélectionnée, faite à une altitude de référence (RefAlt) prise égale au minimum de l'altitude instantanée de l'aéronef et de l'altitude de l'aéronef prévisible à court ou moyen terme.

20. Dispositif selon la revendication 17, pour un mobile du genre aéronef équipé d'un système de prévention de collision sol (TAWS) repérant des contours de régions potentiellement dangereuses, caractérisé en ce que les moyens de prise en compte du premier type de région à risque (ZRISK) assimilent le premier type de région à risque (ZR,sK) à une coupe de niveau du relief de la zone d'évolution sélectionnée, faite à une altitude de référence (RefAlt) prise égale: en l'absence de signalement de régions potentiellement dangereuses par le système de prévention de collision sol (TAWS), au minimum de l'altitude instantanée de l'aéronef et de l'altitude de l'aéronef prévisible à court ou moyen terme, et - en présence de signalement de régions potentiellement dangereuses par le système de prévention de collision sol (TAWS), au minimum de l'altitude instantanée de l'aéronef et de l'altitude prévisible à court ou moyen terme, avec, lorsque la vitesse verticale instantanée de l'aéronef passe de négative à positive, une remise à jour de l'altitude de référence (RefAlt) à la valeur de l'altitude de l'aéronef prévisible à court ou moyen terme lorsque cette dernière est supérieure à l'altitude de référence.

21. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il 35 comporte en outre des moyens d'affichage montrant la zone d'évolution sélectionnée sous la forme d'une carte de zones à risques présentant sous des apparences distinctes les différents types de région à risque qu'il prend en compte et la partie de la zone d'évolution sélectionnée complémentaire à ces différents types.

22. Carte de signalisation de marges latérales de manoeuvre obtenue par le dispositif selon la revendication 17, pour un mobile du genre aéronef caractérisée en ce qu'elle affiche sur une zone d'évolution sélectionnée: io un premier type de région à risque (ZRISK) correspondant à une coupe de niveau du relief de la zone d'évolution sélectionnée pratiquée à une altitude de référence (RefAlt) fonction de l'altitude instantanée de l'aéronef et/ou de l'altitude de l'aéronef prévisible à court ou moyen terme, - un deuxième type de région à risque (ZTURN1) constitué de régions où le mobile a une liberté restreinte d'évolution latérale, ledit deuxième type de région à risque (ZTURN1) s'étendant, autour du premier type de région à risque (ZRISK) et ayant, devant les points (P) des régions à risque du premier type (ZRISK) en vue directe de l'aéronef, des largeurs au moins égales à des seuils dynamiques d'éloignement (MLCDDYNAMIQUE), un troisième type de région à risque (ZTURN2) constitué de régions où le mobile peut avoir une liberté restreinte d'évolution latérale, ledit troisième type de région à risque (ZTURN2) s'étendant autour du premier type (ZRISK) sur une largeur au moins égale à un seuil statique d'éloignement (MLCDSTATIQUE) supérieur aux seuils dynamiques d'éloignement (MLCDDYNAMIQUE), et les régions de la zone d'évolution complémentaires aux premier, deuxième et troisième types de région à risque (ZRISK, ZTURN1 et ZTURN2), correspondant à des régions de libre évolution latérale pour l'aéronef.

23. Procédé d'élaboration de carte pour aéronef, de signalisation de marges latérales de manoeuvre comportant les étapes suivantes: 35 détermination d'une altitude de référence (RefAlt) pour l'aéronef, sélection, dans une base de données d'élévations du terrain (31), des éléments appartenant à une zone d'évolution à afficher, détermination d'un premier type de région à risque (ZRISK) par sélection, parmi les éléments de la base de données d'élévations du terrain (31), retenus pour affichage, de ceux dont l'élévation est supérieure ou égale à l'altitude de référence (RefAlt), et compléments des régions retenues pour le premier type (ZRISK) de région à risque par des régions à franchissement réglementairement interdit dont les contours sont extraits d'une base de données de zones interdites, - choix d'un diamètre (2R, 2SIDE_TURN_RADIUS) de virage d'évitement, élaboration d'un seuil statique d'éloignement (MLCDSTATIQUE) à partir du diamètre du virage dévitement (2R, 2SIDE_TURN_RADIUS), de la composante latérale (WindSpeedy) de la vitesse de dérive de l'aéronef et d'une distance horizontale de sécurité (SIDE_MLCD), élaboration de seuils dynamiques d'éloignement (MLCDDYNAMIQUE) pour les points (P) des contours des régions du premier type (ZRISK) en vue directe de l'aéronef, à partir du rayon (R, SIDE_TURN_RADIUS) du virage d'évitement, de la composante latérale (WindSpeedy) de la vitesse de dérive de l'aéronef, de l'angle de gisement (bearing) du point (P) de contour concerné et d'une distance horizontale de sécurité (SIDE_MLCD), estimation des distances séparant les points extérieurs au premier type de région à risque (ZRISk), des contours extérieurs de ces dernières, détermination d'un deuxième type de région à risque (ZTURN1) par traçage, autour des contours du premier type de région à risque (ZRISK) directement en vue de l'aéronef, de marges ayant en chaque point de contour une largeur au moins égale aux seuils dynamiques d'éloignement (MLCDDYNAMIQUE), détermination d'un troisième type de région à risque (ZTURN2) par traçage autour du premier type de région à risque (ZRISK), à l'aide des estimations des distances de séparation, de marges de largeur au moins égale au seuil statique d'éloignement (MLCDSTATIQUE), et attribution d'apparences distinctes aux points des premier, deuxième et troisième types de région à risque (ZRISK, ZTURN1 et ZTURN2).

24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que l'estimation des distances de séparation des points extérieurs au premier type de région à risque (ZRISK) se fait par application aux éléments de la base de données (31) d'élévations du terrain couvrant la zone d'évolution à afficher, d'une transformée de distance du chanfrein ayant le premier type de région à risque (ZRISK) comme points source.

25. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que l'estimation des distances de séparation des points extérieurs au premier type de région à risque (ZRISK) se fait par application aux éléments de la base de données (31) d'élévations du terrain couvrant la zone d'évolution à afficher, d'une transformée à vecteurs de distance ayant le premier type de région à risque (ZR,sK) ccmroe pKS,;t source. e ts,