FR3087042A1 - Gestion de systemes de gestion de vol asynchrones - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé pour le pilotage à distance avec latence d'un aéronef télépiloté, comprenant notamment les étapes: recevoir une position dans l'espace de l'aéronef télépiloté dans un premier système de gestion de vol ou FMS; déterminer au moins un point de verrouillage V sur le plan de vol en aval de ladite position ; verrouiller la trajectoire et/ou le plan de vol de l'aéronef télépiloté jusqu'à V. Des développements décrivent la communication et la mise en œuvre d'une révision dans un second FMS embarqué, notamment l'interdiction ou le report d'une révision avant ou au-delà de V, l'ajustement de la distance entre la position courante et V en fonction de la vitesse et du temps de latence cumulé, des conditions de validité, des options d'affichage et de décalage de point(s) en continu, etc. Des aspects de logiciel et de système sont décrits (flottes de systèmes terrestre, marins, sous-marins, spatiaux, etc)

Description

GESTION DE SYSTEMES DE GESTION DE VOL ASYNCHRONES

Domaine de l’invention

L’invention concerne le domaine de la gestion du vol d’un aéronef. En particulier, elle concerne la gestion de systèmes de gestion de vol asynchrones, par exemple dans le cadre d’un télé-pilotage de drone.

Etat de la Technique

Une modification d’un plan de vol ou de la trajectoire d’un aéronef s’applique généralement avec un effet local donc pratiquement immédiat sur la trajectoire de cet appareil (ou au moins à très court terme). Ceci peut être acceptable dans un aéronef piloté par un humain se trouvant à bord de l’aéronef, qui peut le cas échéant corriger ou adapter sa trajectoire, ou dans un drone entièrement autonome.

Dans le cas de d’aéronefs pilotés à distance, en tout ou partie, différents temps de latence peuvent se cumuler et de fait plusieurs problèmes techniques peuvent surgir, notamment en fonction de la vitesse de l’appareil considéré.

Dans le cas de drones ou d’avions, la latence peut en effet aller jusqu’à plusieurs secondes. La télécommande de Curiosity sur mars devrait composer avec 13 minutes de latence. Même dans le cas d’une latence brève en absolu (e.g. quelques microsecondes), si la vitesse de l’aéronef est très grande, (e.g. supersonique ou hypersonique), la contrôlabilité à court terme de l’aéronef à distance peut devenir problématique.

La latence globale agrège de fait de multiples latences et retards : délais de transmission (généralement brefs), traitement du signal (variable), mécanismes de sécurité e.g. chiffrement et déchiffrement des données (de l’ordre de 3 à 6 secondes selon leur complexité), impliquant la réalisation de différents processus de vérification), etc.

La latence cumulée (bien souvent irréductible) retarde la mise en œuvre effective d’une modification souhaitée à distance. Les délais se cumulant, la position de l’appareil peut avoir significativement changé entre-temps

i.e. être significativement différente de celle où la modification du vol souhaitée a été déterminée. La modification, si elle était effective (e.g. confirmée par le sol ou le téléopérateur), utiliserait alors une position erronée si elle était appliquée localement à l’aéronef.

Des contraintes réglementaires précisent par ailleurs que la durée totale soit bornée (entre le moment auquel une modification est initialisée et le moment où son résultat est visible par le téléopérateur). Dans certaines situations, le respect de cette contrainte est difficile à obtenir, en particulier quand l’asynchronisme diverge ou devient significatif.

La littérature existante ne décrit pas véritablement de solutions satisfaisantes à ce problème technique initial (ni à d’autres problèmes techniques dérivés).

Il existe un besoin industriel pour des systèmes et des procédés avancés pour la gestion de la synchronisation d’une pluralité de FMS, en particulier dans le cas d’un aéronef télé piloté.

Résumé de l’invention

L’invention concerne un procédé pour le pilotage à distance avec latence d’un aéronef télépiloté, comprenant notamment les étapes: recevoir une position dans l’espace de l’aéronef télépiloté dans un premier système de gestion de vol ou FMS; déterminer au moins un point de verrouillage V sur le plan de vol en aval de ladite position ; verrouiller la trajectoire et/ou le plan de vol de l’aéronef télépiloté jusqu’à V. Des développements décrivent la communication et la mise en œuvre d’une révision dans un second FMS embarqué, notamment l’interdiction ou le report d’une révision avant ou au-delà de V, l’ajustement de la distance entre la position courante et V en fonction de la vitesse et du temps de latence cumulé, des conditions de validité, des options d’affichage et de décalage de point(s) en continu, etc. Des aspects de logiciel et de système sont décrits (flottes de systèmes terrestre, marins, sous-marins, spatiaux, etc)

L’invention peut s’appliquer avantageusement à différentes situations rencontrées dans le domaine aéronautique. Par exemple, un aéronef habité peut avoir « perdu » son pilote (incapacité de piloter pour une raison quelconque) mais peut rester télé-pilotable à distance. Dans une autre situation, le pilote peut être absent (e.g. repos, absence temporaire, etc) et télé-piloté depuis le sol et/ou depuis un autre aéronef. Dans une autre situation, un aéronef en difficulté sorti de son plan de vol peut demander une reprise en main à distance (en considérant des données terrain ou météorologiques particulières). Dans une autre situation, la prise de contrôle peut être forcée depuis le sol (modulo des mécanismes de sécurité appropriés). Dans certaines situations, un aéronef peut contrôler un autre aéronef (e.g. escorteur ou hacking), par exemple en cas de communications dégradées entre systèmes sol (acronyme « AOC » pour « Airline Operating Center» ou acronyme ATC « Air Traffic Control ») et systèmes embarqués. Les conditions dégradées peuvent par exemple être provoquées par une saturation du réseau (ou par un besoin de sécurisation imposant un chiffrement/déchiffrement des informations échangées).

En réalité, par extension, l’invention est applicable à tout autre type de « véhicule télépiloté » (au moins partiellement) ; qu’il soit terrestre, marin, sous-marin ou même spatial. Par généralisation, l’invention est applicable à tout véhicule télépiloté présentant une latence entre l’envoi d’une commande et l’application de cette commande sur la trajectoire précédemment définie.

Avantageusement, l’invention corrige des problèmes liés à la latence de 5 communication sur la position du mobile et se distingue en cela des approches centrées sur le suivi ou « monitoring » en anglais.

Avantageusement, l’invention permet de garantir que la trajectoire produite et suivie par l’aéronef est la même que celle produite à distance 10 (par exemple au sol).

Avantageusement et spécifiquement au domaine aéronautique, l’invention prend en compte les différentes révisions possibles et applicables à la position courante du mobile, notamment DIRECT TO, HOLD et OFFSET.

De manière générale, l’invention peut être compatible avec des systèmes partiellement autonomes (i.e. pas en totalité), notamment avec des arcs réflexes locaux, e.g. des changements de trajectoire rapides comme des évitements ou des mécanismes anticollisions (évitement d’un oiseau ou 20 d’un obstacle artificiel ou naturel à basse altitude, etc). Le cas échéant, l’aéronef peut rejoindre rapidement la trajectoire prévue, et continue notamment d’appliquer les étapes du procédé selon l’invention.

Description des figures

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’aide de la description qui suit et des figures des dessins annexés dans lesquels:

La figure 1 illustre un exemple de problème technique qui se pose en matière de télé-pilotage ;

La figure 2 illustre schématiquement la structure et les fonctions d'un système de gestion de vol de type FMS;

La figure 3 illustre un exemple de traitement appliqué à une requête en révision du plan de vol selon un mode de réalisation de l’invention ;

La figure 4 illustre un exemple de mise à jour de la position de l’aéronef télépiloté selon un mode de réalisation de l’invention.

Description détaillée de l’invention

Selon les modes de réalisation de l’invention, un « aéronef télépiloté » peut être un drone, ou un avion commercial, ou un avion de fret, ou bien encore un hélicoptère, embarquant ou non des passagers.

Un « aéronef télé-piloté » peut être « habité », ou non. Un « aéronef télépiloté » peut être autonome en partie. Par exemple dans le futur, un aéronef piloté par un seul pilote humain contre deux aujourd’hui peut comprendre des mécanismes de prise en main à distance, en tout ou partie (lors de certaines phases de vol, par exemple, ou en cas d’incapacité du pilote). Le contrôle à distance peut être le fait de la machine (i.e. des algorithmes ou une logique prédéfinie) et/ou de l’homme (téléopérateur unique ou décision collégiale de pilotes au sol)

Un « drone » ou UAV (acronyme de « Unmanned Aerial Vehicle » en anglais) est un aéronef inhabité, télépiloté ou non. Les performances, la taille, l’autonomie, le coût de fonctionnement et le prix d’acquisition d’un drone peut grandement varier. Certains drones mesurent quelques centimètres (par exemple les drones micro UAV d’inspiration biomimétique) tandis que d’autres atteignent plusieurs mètres d’envergure (e.g. drones d’observation). Un drone comprend généralement des procédés et des dispositifs de stabilisation de vol (et/ou des arcs reflexes). Quant aux plans de vol des drones, s’ils peuvent être parfois intégralement prédéfinis, ils sont généralement au moins partiellement téléguidés par un opérateur humain.

Plus généralement, le terme « aéronef » dans la description ci-après peut être remplacé par les termes de véhicule, voiture, camion, bus, train, moto, bateau, robot, sous-marin, jouet, etc. ou tout élément étant susceptible d’être télé-piloté (par liaison radio, satellite, ou autre), au moins partiellement (de manière intermittente, ou périodique, ou même opportuniste au cours du temps). Un télé-pilotage peut être intégral ou partiel (limité à certaines fonctions, ayant un impact direct ou indirect sur la trajectoire), lorsque le système de commande (logique) est découplé (même peu) du système moteur (physique). Par exemple, l’invention peut être avantageuse dans certaines situations de conduite automobile automatisée (e.g. en environnement urbain à un carrefour où les trajectoires sont ouvertes, moins contraintes que sur une voie à sens unique). Le centre de commande quant à lui peut être lui-même distribué, et ce de manière non statique (e.g. rôles circulants dans une flotte de voiture ou de camions asservis).

II est décrit un procédé pour le pilotage à distance d’un aéronef télépiloté, comprenant les étapes consistant à : - recevoir une position dans l’espace de l’aéronef télépiloté dans un premier système de gestion de vol ou FM1; - déterminer un point de verrouillage sur le plan de vol en aval de ladite position par ledit FM1 (ou plusieurs points); - verrouiller la trajectoire et/ou le plan de vol de l’aéronef télépiloté jusqu’au point de verrouillage par ledit FM1 (ou au moins un de la pluralité ayant été déterminés).

Un aéronef suit une trajectoire, calculée à partir d’un plan de vol. Un aéronef peut présenter divers degrés de libertés (un hélicoptère peut « reculer »). Même si des boucles ou retours arrière sont possible à court terme (e.g. hélicoptère, drone quad-copter, n-copter, etc) ou à plus long terme (e.g. avion), la trajectoire de l’aéronef se déroule selon la flèche du temps, i.e. avec un « amont » (passé), une position courante (présent) et un « aval » (futur).

Le « point de verrouillage » peut également être appelé « point aval » ou « point devant » ou « point différé ».

Un ou plusieurs points de verrouillage peuvent être définis. Chaque segment ou « leg » entre les points de verrouillages peut être associé avec une ou plusieurs conditions de modifications (e.g. toute modification interdite ; un ou plusieurs types de révision autorisés ; une ou plusieurs exceptions autorisées, etc).

Dans un mode de réalisation, l’étape consistant à verrouiller la trajectoire et/ou le plan de vol de l’aéronef télépiloté jusqu’au point de plan de vol verrouillé (différé) comprend une étape consistant à interdire toute révision du plan de vol intervenant avant la position du point de verrouillage et/ou à reporter la mise en œuvre de toute requête en révision du plan de vol au-delà du point de verrouillage.

Selon les modes de réalisation, le terme « interdire » peut être remplacé par « supprimer », « annuler » ou « ignorer » ou « inhiber ». Le terme « reporter » peut être remplacé par « différer » ou « retarder » ou « réguler » ou « décaler ». Dans un mode de réalisation, la mise en œuvre d’une révision peut se faire au moment du passage du point de verrouillage (compris). Dans un mode de réalisation, la mise en œuvre d’une révision peut se faire « au-delà » ou « à partir » du passage du point de verrouillage (non compris).

Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape consistant à communiquer, au système de gestion de vol à bord ou FM2 de l’aéronef télépiloté, la position dudit point de verrouillage et/ou une révision du plan de vol à partir du point de verrouillage. La révision de plan de vol peut être une révision décidée au sol et retardée ou différée.

Dans un mode de réalisation, la révision est de type DIRECT TO, HOLD, OFFSET, ou est une révision modifiant la trajectoire de l’aéronef dès sa position courante. Toute révision modifiant le leg actif est concernée.

Dans un mode de réalisation, la distance entre la position courante de l’aéronef télépiloté et le point de verrouillage couvre au moins le temps de latence entre l’envoi d’une commande de vol et sa mise en œuvre effective.

Le verrouillage par point(s) de plan de vol peut notamment se faire en prenant en compte la latence (de crête i.e. maximum, ou moyenne, ou selon d’autres paramètre de statistique descriptive).

Le temps de latence entre l’envoi d’une commande de vol et sa mise en œuvre effective est le temps de latence cumulé, cad incluant tous les retards de tous types (communication, traitement du signal, chiffrement/déchiffrement, sécurité, vérifications, etc). Ce temps de latence cumulé peut en effet être continûment mesuré. Il peut être extrapolé ou estimé concernant le futur.

Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre les étapes consistant à recevoir ou déterminer la latence cumulée de télé pilotage; recevoir ou déterminer la vitesse de l’aéronef télépiloté à sa position dans l’espace ; la distance entre la position dans l’espace de l’aéronef télépiloté et le point différé en aval étant déterminée en fonction de la latence cumulée (éventuellement additionnée d’une marge de sécurité) et/ou en fonction de la vitesse de l’aéronef.

La marge de sécurité permet de couvrir tout risque d’une latence plus grande que prévue. La marge de sécurité est d’autant plus grande que la vitesse est grande (hypersonique)

Dans un mode de réalisation, la distance est fixe ou forfaitaire.

Dans un mode de réalisation, le temps de latence étant connu, ainsi que la vitesse, il peut être déterminé une distance minimale additionnée d’une marge de sécurité (« forfait ») afin de pouvoir contrôler à certains points la trajectoire ou le plan de vol de l’aéronef.

Dans un mode de réalisation, la distance est (une) fonction de la vitesse de l’aéronef et du temps de latence cumulé.

Dans un mode de réalisation, la fonction est une fonction analytique. Dans d’autres modes de réalisation, la détermination est algorithmique, déterminée selon des abaques, ou des heuristiques, ou bien encore décidée unilatéralement par un téléopérateur.

Dans un mode de réalisation, le niveau de chiffrement intervenant dans la latence cumulée est ajusté (réduit, respectivement augmenté) de manière à réduire (respectivement augmenter) ladite latence, pour verrouiller un ôy plusieurs points du plan de vol plus près (respectivement plus loin) de lai position courante de l’aéronef. Dans un mode de réalisation, en effet, la latence elle-même peut être manipulée (réduite et/ou augmentée). Par exemple, le niveau de chiffrement peut être ajusté dynamiquement, en fonction de différents paramètres (e.g. position, action, risques d’interception, etc). Le décryptage (piratage, hack) nécessite en effet des ressources de calcul et donc du temps, lequel peut être estimé. En fonction de certaines circonstances (e.g. vol à basse altitude, action rapide), le niveau de chiffrement peut être temporairement abaissé de manière à diminuer le temps de latence cumulé et à pouvoir verrouiller des points plus rapprochés de la position courante.

Dans un mode de réalisation, le point de verrouillage est associé à un ou plusieurs intervalles de validité ou est continûment décalé en fonction du déplacement de l’aéronef.

Un intervalle de validité peut être (pré)défini en temps et/ou en espace. Par exemple, un point de verrouillage peut rester en place dans l’espace et une fois dépassé par l’aéronef devient inactif ou inopérant (le téléopérateur peut alors créer un ou plusieurs nouveaux points de verrouillage). Dans d’autres modes de réalisation, le téléopérateur peut s’épargner la tâche de recréer de tels points, en définissant par exemple un point de verrouillage « glissant » qui reste actif ou valable en fonction de conditions de temps (durée, horaires, etc) et/ou d’espace (e.g. après un point de plan de vol donné le point de verrouillage n’est plus actif, etc).

La figure 1 illustre un exemple de problème technique qui se pose en matière de télé-pilotage.

La position PO (100), connue à tout moment tO par un système au sol par exemple par un téléopérateur, est dans l’exemple en retard par rapport à la position P1 (110) réelle du mobile. PO est connue du sol. P1 est connue à bord.

Ce retard peut s’expliquer, par exemple, par les latences induites par les temps de transmissions et de chiffrement / déchiffrement entre le mobile et son système de contrôle distant, des délais de transmission, des processus de vérification, etc

Face à ce problème, deux solutions sont possibles. Soit le calcul prend en compte la position PO (100) connue par le système distant, soit prend en compte la position réelle P1 (110) du mobile et l’impose aux calculs effectués localement dans le drone (et dans la station de contrôle). Mais ces deux solutions posent des problèmes. Les trajectoires associées peuvent être différentes. Par exemple, si le mobile est en avance, il peut se retrouver hors de la trajectoire finalement définie. II sera noté que le type de calcul peut être varié. Un calcul effectué peut notamment être une révision DIRECT TO, une révision HOLD ou une révision OFFSET

Plus en détails, dans le domaine aéronautique actuel, le système gestion du vol comprend au moins deux applications FM (« Flight management »). Ces applications sont indépendantes pour effectuer des calculs de position, de prédictions et de guidage. La révision DIRECT TO est une révision applicable à la position actuelle d’un mobile. Même si les FM embarqués « vivent » dans des contextes quasi synchrones, deux concepts sont mis en œuvre pour cette fonction : (1) la trajectoire est mise à jour avec l’évolution du mobile tant que la modification n’est pas insérée dans le plan de vol actif et (2) lors de l’insertion du DIRECT TO, le premier FM envoie la commande d’insertion de DIRECT TO vers l’autre FM en l’accompagnant de sa propre position du mobile pour assurer la production d’une même trajectoire. Le problème de cette solution est qu’elle ne fonctionne plus si l’asynchronisme entre les 2 FM devient significatif. Ce fonctionnement ne fonctionne plus avec une latence significative.

Dans un contexte où un aéronef embarque un FM propre, et que la station sol du télépilote est équipée d’un autre FM, une latence de communication apparaît dans ce cas-là et peut prendre plusieurs secondes (typiquement 2 à 3 secondes). Avec deux instances de FM, l’une au sol et l’autre en vol, la modification peut être initialisée à bord ou au sol. Dans ces conditions, appliquer une révision de la trajectoire qui démarre de la position actuelle du mobile va entraîner les problèmes suivants selon l’endroit où l’action est initialisée.

(a) si la commande est traitée par le FM au sol, alors la révision est initialisée au sol, le FM sol exécute la modification puis le FM sol demande au FM bord d’exécuter aussi la modification. A ce stade, les deux trajectoires pourraient déjà être différentes ou divergentes puisque elles démarrent à deux positions spatiales décalées du temps de latence. Pour ne pas créer de contexte différent, le FM sol fournira généralement l’information de position de l’aéronef où il a opéré la modification lors de l’insertion du DIRECT TO. Dans ce schéma, le problème réside dans le fait que la position réelle de l’aéronef peut se trouver en décalage (par exemple devant ou en aval) de la position fournie par le sol. Le cas échéant, la trajectoire suivie par le l’aéronef sera différente de celle produite au sol. C’est l’anomalie la plus redoutée de l’opérateur qui peut considérer que le mobile ne suit pas la trajectoire produite au sol et que le mobile a un comportement non conforme à ce que le télépilote attendait.

(b) si la commande est traitée par le FM à bord, la révision est initialisée au sol et le FM sol envoie la modification au FM bord. Le FM bord exécute la modification et demande au FM sol d’exécuter la modification. Encore une fois, à ce stade, les deux trajectoires pourraient être déjà différentes puisque démarrant de deux positions décalées du temps de latence. Pour ne pas créer de contexte différent, le FM bord fournira la position où il a opéré la modification lors de l’insertion de la commande (e.g. du DIRECT TO). Le problème cette fois ci réside dans le temps d’attente. Entre l’instant où la modification a été initialisée et la visualisation de son impact, il se sera écoulé deux fois le temps de latence. Si le temps de latence est de 3 secondes, le résultat de l’opération ne sera visible qu’au bout de 6 secondes, constituant une nonconformité à la réglementation (qui demande par exemple que le résultat d’une révision DIRECT TO soit visible par le pilote en moins de 1 seconde).

La figure 2 illustre schématiquement la structure et les fonctions d'un système de gestion de vol de type FMS;

La figure 2 illustre schématiquement la structure et les fonctions d'un système de gestion de vol de type FMS connu. Un système de type FMS 200 disposé dans le cockpit 120 et les moyens avioniques 121 dispose d'une interface homme-machine 220 comprenant des moyens de saisie, par exemple formés par un clavier, et des moyens d'affichage, par exemple formés par un écran d'affichage, ou bien simplement un écran d'affichage tactile, ainsi qu'au moins les fonctions suivantes:

- Navigation (LOCNAV) 201, pour effectuer la localisation optimale de l'aéronef en fonction des moyens de géolocalisation 230 tels que le géopositionnement par satellite ou GPS, GALILEO, les balises de radionavigation VHF, les centrales inertielles. Ce module communique avec les dispositifs de géolocalisation précités ;

- Plan de vol (FPLN) 202, pour saisir les éléments géographiques constituant le squelette de la route à suivre, tels que les points imposés par les procédures de départ et d'arrivée, les points de cheminement, les couloirs aériens, communément désignés airways selon la terminologie anglaise. Les procédés et des systèmes décrits affectent ou concernent cette partie du calculateur.

- Base de données de navigation (NAVDB) 203, pour construire des routes géographiques et des procédures à partir de données incluses dans les bases relatives aux points, balises, legs d'interception ou d'altitude, etc;

- Base de données de performance, (PERFDB) 204, contenant les paramètres de performances aérodynamiques et moteurs de l'appareil ;

- Trajectoire latérale (TRAJ) 205, pour construire une trajectoire continue à partir des points du plan de vol, respectant les performances de l'aéronef et les contraintes de confinement (RNP) ;

- Prédictions (PRED) 206, pour construire un profil vertical optimisé sur la trajectoire latérale et donnant les estimations de distance, heure, altitude, vitesse, carburant et vent notamment sur chaque point, à chaque changement de paramètre de pilotage et à la destination, qui seront affichées à l'équipage. Les procédés et des systèmes décrits affectent ou concernent principalement cette partie du calculateur.

- Guidage (GUID) 207, pour guider dans les plans latéraux et verticaux l'aéronef sur sa trajectoire tridimensionnelle, tout en optimisant sa vitesse, à l'aide des informations calculées par la fonction Prédictions 206. Dans un aéronef équipé d'un dispositif de pilotage automatique 210, ce dernier peut échanger des informations avec le module de guidage 207 ;

- Liaison de données numériques (DATALINK) 208 pour échanger des informations de vol entre les fonctions Plan de vol/Prédictions et les centres de contrôle ou les autres aéronefs 209.

- Plusieurs écrans périphériques de saisie pour interagir avec le pilote et pour afficher les trajectoires et autre résultats de calcul.

A partir du plan de vol défini (liste de points de passage appelés « waypoints ») et de procédures (départ, arrivées, routes aériennes, missions), la trajectoire 3D est calculée en fonction i) de la géométrie entre les points de passage (appelés couramment LEG), ii) des performances de l’avion et des contraintes du plan de vol (altitude, vitesse, temps, pente).

A partir des senseurs de position disponibles sur l’avion (GPS, centrales inertielles 1RS, récepteur balises radios VOR, DME..) le FM de chaque aéronef ou drone établit une position 3D.

A partir de la trajectoire 3D calculée et de la position 3D établie, le FMS de chaque aéronef ou drone élabore sur chacun des axes latéral, vertical et longitudinal des consignes de guidage qui assurent le suivi automatique de la trajectoire de l’aéronef télépiloté.

De manière classique, les instances de FM embarquées dans un même mobile sont quasi synchrones et produisent des trajectoires identiques.

La figure 3 illustre un exemple de traitement appliqué à une requête en révision du plan de vol selon un mode de réalisation de l’invention.

Une demande ou requête en révision du plan de vol de l’aéronef est reçue à l’étape 310. Il est déterminé si cette révision concerne le point courant à l’étape 320. Si tel n’est pas le cas, les informations de latitude et de longitude sont transmises et la révision est appliquée à l’étape 350 au point désigné. Si la révision concerne le point courant, il est déterminé la position d’un point différé 335 à l’aide d’un critère à l’étape 330, lequel critère est spécifié 341 ou non 342. Si le critère n’est pas spécifié, le critère de calcul est un critère prédéfini par défaut à l’étape 342.

Selon les modes de réalisation, il existe plusieurs manières de déterminer la position dans l’espace du point différé 335. II peut s’agir d’une distance forfaitaire fixe ou modifiable par le téléopérateur. II peut aussi s’agir d’une distance fonction de la vitesse de l’aéronef, par exemple pendant une durée forfaitaire (vitesse actuelle ou vitesse max ou vitesse spécifiée par le pilote) et/ou en fonction du délai de communication mesuré (latence mesurée), corrigé(e) d’un délai supplémentaire pour prendre en compte des sauts de charges réseaux. Ce délai peut par exemple correspondre au délai maximal mesuré ou à la moyenne mesurée.

Dans un mode de réalisation ce point différé 335 peut demeurer à une position fixe ou invariante une fois calculé. Dans un mode de réalisation, le point différé peut se « déplacer » en même temps que l’aéronef. Sa position fixe étant alors établie lors de l’insertion de la modification.

Quel que soit le type d’échange entre le FM sol et le FM bord, le point différé aura une position définie en latitude et longitude.

Si l’échange est sous forme de plan de vol, le point différé peut être un point du plan de vol qui sera transmis après la validation de la modification.

Si J’échange est sous forme de commande, alors la commande pourra aussi comprendre la position (latitude, longitude) à partir de laquelle il faut appliquer la révision.

Ce point différé aval pourra aussi avantageusement être communiqué à un système tiers capable de calculer un plan de vol ou une trajectoire et de la fournir à l’aéronef.

Dans certains modes de réalisation, le point différé 335 sera suffisamment éloigné pour ne pas être atteint avant la validation de la modification et/ou pas trop éloigné pour ne pas perturber celui qui a demandé le changement de trajectoire et qui verra l’aéronef télépiloté continuer sur son ancienne trajectoire (par exemple en cas de commande à vue).

La figure 4 illustre un exemple de mise à jour de la position de l’aéronef télépiloté selon un mode de réalisation de l’invention.

Cette figure illustre l’aspect dynamique de l’invention, i.e. l’évolution du mobile tant que la modification n’a pas été validée. A L’image de ce qui est fait pour les révisions DIRECT TO, HOLD et OFFSET la position du point différé peut être mise à jour au cours du temps (périodique, nonpériodique, intermittent, à la demande, par événement, aléatoirement, de manière opportuniste, etc).

Dans un mode de réalisation, la position 100 est mise à jour à l’étape 400. Si un point différé existe (étape 410) alors le point différé peut être à son tour actualisé 412 ; sinon (dans le cas général) un point différé 335 est déterminé. Si ensuite une révision du plan de vol est reçue 420, alors il est déterminé 430 si la révision concerne la trajectoire entre le point courant et le point différé ; le cas échéant, la révision n’est pas autorisée 431 ; sinon, la révision est implémentée et le plan de vol est modifié 432. Enfin la trajectoire est mise à jour 440.

II est décrit un produit programme d’ordinateur, ledit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code permettant d’effectuer une ou plusieurs des étapes du procédé, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.

II est décrit un système pour la mise en œuvre une ou plusieurs des étapes du procédé, ledit système comprenant au moins deux système de gestion de vol FMS, chaque FMS étant au sol ou en vol. Plusieurs configurations sont possibles : les deux FMS sont en vol, un FMS est au sol tandis que l’autre est en vol, les deux sont au sol (robot télépiloté).

Dans un mode de réalisation, le système comprend un ou plusieurs FMS télépilotés et un ou plusieurs FMS télépilotants.

De manière générale, différentes configurations sont possibles. Dans une configuration, 1*FMS1 télépilote 1*FMS2 : e.g. un téléopérateur au sol ou en vol télépilote un drone télépiloté. Dans une configuration, 1*FMS1 télépilote N*FMS2 : e.g. un téléopérateur et N drones « synchronisés » ou indépendants. Dans une configuration, N*FMS1 télé pilotent 1*FMS2 : e.g. une pluralité de stations se relaient pour télépiloter, ou prennent des décisions collégialement (e.g. votes, consensus distribués etc) concernant un appareil donné. Dans une configuration, N*FMS1 gèrent N*FMS2 : e.g. une pluralité de stations pilotent une pluralité de drones ; dans un mode de réalisation, le rôle de téléopérateur peut notamment être « circulant », i.e. peut changer d’hôte au cours du temps. Une flotte (ou une nuée ou un banc ou un essaim) de drones aériens peut ainsi se déplacer (rôles circulants), par exemple en minimisant la somme totale des latences de point à point, ou le centre de la flotte gouvernant la périphérie (ou vice versa).

L’invention peut s’implémenter à partir d’éléments matériel (ASIC et/ou FPGA par exemple) et/ou logiciel. Elle peut être disponible en tant que produit programme d’ordinateur sur un support lisible par ordinateur. Dans une variante de réalisation, une ou plusieurs étapes du procédé selon l’invention sont mises en œuvre sous forme de programme d’ordinateur hébergé sur un ordinateur portable de type « EFB » (Electronic Flight Bag) et/ou au sein d’un calculateur de type FMS (ou dans une fonction FM d’un calculateur de vol).

Claims (12)

1. Revendications

   1. Procédé pour le pilotage à distance d’un aéronef télépiloté, comprenant les étapes consistant à :

   - recevoir une position dans l’espace de l’aéronef télépiloté dans un premier système de gestion de vol ou FM1 ;

   - déterminer un point de verrouillage sur le plan de vol en aval de ladite position par ledit FM1;

   - verrouiller la trajectoire et/ou le plan de vol de l’aéronef télépiloté jusqu’au point de verrouillage par ledit FM1.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l’étape consistant à verrouiller la trajectoire et/ou le plan de vol de l’aéronef télépiloté jusqu’au point de verrouillage comprend une étape consistant à interdire toute révision du plan de vol intervenant avant la position du point de verrouillage et/ou à reporter la mise en œuvre de toute requête en révision du plan de vol au-delà du point de verrouillage.
3. 3. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre une étape consistant à communiquer, au système de gestion de vol à bord ou FM2 de l’aéronef télépiloté, la position dudit point de verrouillage et/ou une révision du plan de vol à partir du point de verrouillage.
4. 4. Procédé selon la revendication 2, la révision étant de type DIRECT TO, HOLD, OFFSET, ou étant une révision modifiant la trajectoire de l’aéronef dès sa position courante.
5. 5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, la distance entre la position courante de l’aéronef télépiloté et le point de verrouillage couvrant au moins le temps de latence entre l’envoi d’une commande de vol et sa mise en œuvre effective.
6. 6. Procédé selon la revendication 5, la distance étant fixe ou forfaitaire.
7. 7. Procédé selon la revendication 5, la distance étant une fonction de la vitesse de l’aéronef et du temps de latence entre l’envoi d’une commande de vol et sa mise en œuvre effective.
8. 8. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, le point de verrouillage étant associé à un ou plusieurs intervalles de validité ou étant continûment décalé en fonction du déplacement de l’aéronef.
9. 9. Procédé selon la revendication 5, le niveau de chiffrement intervenant dans la latence étant ajusté de manière à réduire ou augmenter ladite latence, pour verrouiller un ou plusieurs points du plan de vol plus près ou plus loin de la position courante de l’aéronef.
10. 10. Produit programme d’ordinateur, ledit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code permettant d’effectuer les étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.
11. 11. Système pour la mise en œuvre les étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, ledit système comprenant au moins deux système de gestion de vol FMS, chaque FMS étant au sol ou en vol.
12. 12. Système selon la revendication 11, comprenant un ou plusieurs FMS télépilotés et un ou plusieurs FMS télépilotants.