FR3117204A1

FR3117204A1 - Drones démineurs de mines dans le respect de l’écosystème et de la population.

Info

Publication number: FR3117204A1
Application number: FR2012915A
Authority: FR
Inventors: Majid Moein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-12-09
Filing date: 2020-12-09
Publication date: 2022-06-10

Abstract

Drones démineurs de mines dans le respect de l’écosystème et de la population Dispositif comprenant un détecteur de mine dans le but de la déplacer par le biais d’aéronefs sans pilote. L’invention concerne trois drones, le premier se dirigeant vers un terrain infecté de mines pour le déminer (figure 1), le second désactivant la mine, et la transportant vers un endroit sécurisé (figure 2) et le troisième pour s’assurer que le terrain est bien nettoyé (figure3). Le premier drone est équipé d’un système de géolocalisation, sur lequel est posé un détecteur électromagnétique, un radar de sol ou un système par induction. Le deuxième drone est équipé d’une caméra et de deux bras téléguidés. Le troisième drone est équipé d’un bras télécommandable, d’une unité de commande pour le bras, d’une caméra pour visualiser les bras et d’un pied pour l’atterrissage. Figure pour l’abrégé : figure 1.

Description

Drones démineurs de mines dans le respect de l’écosystème et de la population

La présente invention concerne un dispositif comprenant un aéronef sans pilote, précisément un drone équipé d’un système de géolocalisation, sur lequel sera apposé un détecteur électromagnétique, un radar de sol ou bien un système par induction, ainsi qu’un second muni d’une caméra et de deux bras téléguidés, accompagné d’un troisième complété par un bras télécommandable, ces derniers permettant la détection de mines antipersonnel et le nettoyage des zones minées.

Dans le cadre de la présente invention, elle a pour but de s’appliquer au domaine militaire afin de déminer une cible, à savoir des mines antipersonnel, par le biais de bras téléguidés sur différents drones pilotés par un professionnel.

Actuellement, ces aéronefs sont équipés uniquement de caméras infrarouges destinées à mesurer les différences de température, permettant de déceler la présence de mines antipersonnel.

Le propriétaire du drone doit le programmer avant décollage pour prévoir son trajet : pour que les images prises par le drone soient exploitables, ce dernier doit survoler la zone avec une distance prédéterminée par le constructeur.

Ce système permet de réduire la durée de « l’enquête non technique » des profes- sionnels, à savoir la phase dite d’investigation servant à déterminer si des mines sont présentes et nécessitent l’intervention des professionnels.

Une fois les mines repérées, les équipes de démineurs sont alors déployées. Cependant, un tel système met non seulement en péril un nombre considérable d’hommes, mais aussi ne protège pas l’écosystème ainsi que la population en raison du système d’explosion utilisé par ces drones pour neutraliser la mine.

Afin d’empêcher un tel désastre, il pourrait être avantageux de perfectionner ce système de détection de mines sur les terrains infectés, notamment en vue d’une meilleure protection humaine et écologique.

La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient. Elle comporte au moins un premier drone, équipé d’un détecteur électromagnétique, d’un radar de sol ou d’un système à induction, accompagné d’un système de géolocalisation.

Dans un second temps, la présente invention sera accompagnée d’un deuxième drone, ce dernier sera alors équipé d’une caméra et de deux bras téléguidés.

Enfin, la présente invention sera accompagnée d’un troisième drone qui sera équipé d’un bras télécommandable.

Les bras de tous les drones peuvent être simples ou doubles.

Selon l’invention, le premier drone, envoyé sur le terrain miné, filme le sol avec une profondeur d’au moins un mètre. Il est équipé d’un système anticollision à 360 degrés pour éviter toute collision horizontale comme latérale. Son système permet le transfert de données sur l’ordinateur du militaire formé sur la composition des mines, et l’aide à déterminer la manière la plus adaptée de désactiver les mines puis de les extraire du sol à l’aide du second drone.

Ainsi l’invention est accompagnée d’un poste de contrôle assuré par le militaire, au travers de l’ordinateur d’analyse de données, apte à recevoir les informations émises par ledit drone. Les données reçues par l’ordinateur sont traitées au moyen de filtres sur au moins deux angles d’inclinaison (assiette et roulis) et l’altitude du drone.

Puis le poste de contrôle traite les données reçues sur l’altitude du drone, les angles de décalage et d’inclinaison, puis envoie des signaux de commande au moyen d’un ré- gulateur proportionnel intégral dérivé (PID) vers le contrôleur de vol du drone en mode automatique, avec une fréquence d’au moins 10 Hz pour corriger la trajectoire, et améliorer la précision d’atterrissage du drone.

Le second drone, par le biais de sa caméra et de ses deux bras téléguidés, est envoyé puis positionné au-dessus de la mine détectée par le premier drone.

Un spécialiste aura pour mission de diriger les bras du second drone afin dans un premier temps, de désactiver la mine, puis dans un second temps, de l’extraire du sol pour la transporter à un endroit sécurisé.

Grâce à cette invention, la population et l’écosystème sont préservés et protégés puisqu’il n’y aura pas lieu de faire exploser la mine contrairement aux inventions existantes. C’est en cela que notre système se différencie du précédent.

Par ailleurs, pour s’assurer que le terrain est bien nettoyé, le premier drone sera redéployé afin d’effectuer un deuxième passage de contrôle qui renverra des données à nouveau analysées.

Ce dispositif ne détecte que du métal et de la fonte, selon un plan du terrain traité et caractérisé par la transmission à un système de géolocalisation : par cela, chaque habitant pourra en temps réel être informé des surfaces sécurisées afin de pouvoir y accéder. La programmation de ces dispositifs dépendra de la technologie du fabricant.

Les figures annexées permettent une meilleure compréhension de la réalisation voulue de l’invention. Sur ces figures, une numérotation allant de 1 à 7 est prévue, et présente différents éléments.

La représente un drone sur lequel est posé un détecteur électromagnétique, un radar de sol ou un système par induction, équipé aussi d’un système de géolocalisation.

La caractérise un second drone, équipé d’une caméra et de deux bras téléguidés.

La caractérise un troisième drone, venant compléter le travail du premier, équipé d’un bras télécommandable.

En référence à ces dessins, le dispositif comporte un premier drone sur lequel est posé un détecteur électromagnétique ( , n°3), un radar de sol ( , n°5) ou un système par induction ( , n°4), équipé d’un système de géolocalisation.

Pour ce faire, le premier drone est envoyé sur un terrain miné caractérisé par le fait de parcourir une surface prédéfinie, et filmera le sol avec une profondeur d’au moins un mètre. Afin d’amoindrir les effets d’une potentielle collision, le drone sera équipé d’un châssis, étant la base du drone. Le châssis peut se révéler différent selon le modèle choisis, et est accompagné soit de 3, 4, 6 ou 8bras. Le châssis doit être ergonomique pour permettre à l’objet de s’envoler facilement. Ce pourquoi, les châssis des trois drones seront composés soit de bois, d’aluminium, de plastique ou encore de fibre de carbone.

De plus, il justifiera d’un système de propulsion comprenant des moteurs, des hélices, des batteries et des contrôleurs de vitesse électroniques (ESC) afin de permettre au châssis de s’envoler.

Afin d’effectuer un lien entre le pilote et le drone, il sera équipé d’un contrôleur de vol grâce à un microprocesseur et des capteurs. Dans l’hypothèse où la liaison est coupée, le drone comprendra un système de retour à la base lui permettant de revenir vers son pilote. Aussi, pour éviter toutes collisions, un système anticollision à 360 degrés sera installé.

Enfin, le drone sera équipé d’une caméra de surveillance ( , n°6), qui lui permettra de transmettre des données sur l’ordinateur d’analyse de données ( , n°7), qui seront vérifiées par un militaire formé sur la composition des mines. Cette étape permet de déterminer la manière la plus adaptée pour désactiver les mines, ayant pour finalité de l’extraire du sol.

Concernant la vitesse de pointe, ce premier drone a pour unique objectif la prise de vue aérienne puis la détection de mine, ce pourquoi la vitesse n’est pas un point dé- terminant. En moyenne, les drones civils affichent entre 20 et 80km/h au compteur, record toutefois battu en 2017 par la « Drone Racing League » affichant une moyenne de 263 km/h.

En second lieu, est envoyé le second drone ( ) équipé d’une caméra ( , n°6) et de deux bras téléguidés ( , n°8). Il sera positionné au-dessus de la mine, le but étant de désactiver la mine et de l’extraire à l’aide de ses deux bras, ces derniers étant dirigés par un spécialiste. Une fois extraite, ledit drone, toujours dirigé par un spécialiste, aura pour mission de la transporter pour l’évacuer vers un endroit sécurisé.

En outre, pour la réalisation de cette seconde étape, le drone sera équipé lui aussi d’un châssis, étant la base du drone. Le châssis peut se révéler différent selon le modèle choisis, et est accompagné soit de 3, 4, 6 ou 8bras. Le châssis doit être ergonomique pour permettre à l’objet de s’envoler facilement.

De plus, le drone aura également un système de propulsion comprenant des moteurs, des hélices, des batteries et des contrôleurs de vitesse électroniques (ESC) afin de permettre au châssis de s’envoler.

Aussi, il comprendra à la fois un contrôleur de vol grâce à un microprocesseur et des capteurs, ce qui permettra d’effectuer un lien entre le pilote et le drone, mais aussi un système de retour à la base dans l’hypothèse où la liaison est coupée afin de permettre au drone de revenir vers son pilote.

Le drone sera équipé de bras, qui seront doubles. Par cela, il aura une capacité d’emport (c’est-à-dire l’aptitude d’un drone à transporter une masse importante) de 50kg. Les drones civils peuvent transporter quelques kilos maximums contrairement au drone Megacopter qui lui supporte une charge de 61 kg.

Également, le drone comportera un dispositif d’atterrissage automatique amélioré afin d’augmenter son autonomie, sa fiabilité et sa sécurité d’exploitation. Ce procédé d’atterrissage précis prévoit que l’ordinateur embarqué du drone, à l’aide d’algorithmes de vue artificielle, traite une séquence temporelle d’images codées sous la forme d’un flux binaire reçu d’une caméra optique montée sur ledit drone, et comprend des données sur le repère optique situé au point d’atterrissage du drone pour déterminer au moins deux angles de décalage.

L’ordinateur embarqué du drone traite les données reçues sur l’altitude du drone, les angles de décalage et d’inclinaison, et envoie les signaux de commande via un régulateur proportionnel intégral dérivé (PID) vers le contrôleur de vol du drone en mode automatique, avec une fréquence de minimum 10Hz pour corriger la trajectoire et améliorer la précision d’atterrissage du drone.

Enfin, le drone sera piloté par une radiocommande (RC) caractérisée par l’apparence d’une manette. Il sera équipé d’une caméra montée sur des axes pour une grande stabilité, pouvant filmer en HD, full HD ou en 4K.

En complément, pour s’assurer que le terrain soit bien nettoyé, le troisième drone ( ) viendra compléter le travail du premier afin d’obtenir de nouvelles données qui seront à nouveau analysées. Ce dernier drone est composé lui aussi d’un châssis, étant la base du drone. Le châssis peut se révéler différent selon le modèle choisis, et est accompagné soit de 3, 4, 6 ou 8bras. Le châssis doit être ergonomique pour permettre à l’objet de s’envoler facilement.

De plus, le drone disposera également d’un système de propulsion comprenant des moteurs, des hélices, des batteries et des contrôleurs de vitesse électroniques (ESC) afin de permettre au châssis de s’envoler.

Aussi, dans l’hypothèse d’une liaison coupée entre le drone et le pilote, le drone sera équipé d’un système de retour à la base lui permettant de revenir vers son pilote. Il aura également un contrôleur de vol grâce à un microprocesseur et des capteurs, qui lui permettra d’effectuer un lien entre le pilote et le drone.

Également, le drone contiendra une caméra pour visualiser les bras ( , n°10), qui sera montée sur des axes pour une grande stabilité, filmant en HD, full HD ou en 4K.

Enfin, le drone sera équipé d’un bras télécommandable ( , n°12) ainsi que d’une unité de commande pour le bras télécommandable ( , n°9), et sera piloté par le biais d’une radiocommande (RC) caractérisée par l’apparence d’une manette.

Afin de respecter la législation française en vigueur relative à l’altitude maximale, le drone respectera la hauteur légale de 150 mètres. Étant entendu qu’au-delà, un drone rentrerait dans l’espace aérien ce qui représenterait un réel danger.

Aussi, ces drones pèseront plus de 800grammes, poids qui depuis le 1 janvier 2018, caractérise un drone dit professionnel. Ce pourquoi ils feront l’objet d’un enregistrement à la DGAC (Direction Générale de l’Aviation Civile).

Par ailleurs, les pièces détachées peuvent être achetées séparément afin que les plus connaisseurs puissent fabriquer leur propre drone (DIY). Selon les fonctions du drone, d’autres composant peuvent être ajoutés.

Il est même possible de joindre différentes innovations technologiques pour construire son drone en utilisant l’impression 3D pour créer le châssis.

Le dispositif selon l’invention est particulièrement destiné à éviter l’explosion de la mine antipersonnel lors de sa neutralisation. L’invention permet donc de protéger l’écosystème et la population des débris.

Claims

Dispositif pour détecter les mines dans le but de les déplacer par le biais d’aéronefs sans pilote , caractérisé en ce qu’il comporte un premier drone (figure 1) sur lequel est apposé un détecteur électromagnétique (figure 1, n°3), un radar de sol (figure 1, n°5) ou un système par induction (figure 1, n°4), équipé d’un système de géolocalisation, le dispositif étant complété par un deuxième drone (figure 2), équipé d’une caméra (figure 2, n°06) et de deux bras téléguidés (figure 2, n°8), et un troisième drone (figure 3) comportant un bras télécommandable (figure 3, n°12), une unité de commande pour le bras (figure 3, n°9), une caméra pour visualiser les bras (figure 3, n°10), qui sera montée sur des axes pour une grande stabilité, filmant soit en HD, en full HD ou en 4K, et un pied pour atterrissage de drone (figure 3, n°11).
Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le premier drone (figure 1) soit utilisé pour de la prise de vue aérienne d’une profondeur d’au moins un mètre, envoyé sur un terrain miné pour parcourir une surface prédéfinie, équipé d’un système anticollision à 360degrés pour éviter toute collision horizontale comme latérale.
Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le second drone (figure 2) soit équipé d’une caméra et de deux bras téléguidés, qui sera positionné au-dessus de la mine, le but étant de désactiver la mine et de l’extraire à l’aide de ses deux bras, ces derniers étant dirigés par un spécialiste, puis de la transporter à un endroit sécurisé.
Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le troisième drone (figure 3) vérifie que le terrain est bien nettoyé en effectuant un deuxième passage, en envoyant de nouvelles données destinées à être analysées.
Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les drones (figure 1, figure 2, figure 3) comportent un châssis désignant leur base, châssis pouvant être de 3, 4, 6 ou 8 bras.
Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les bras des drones peuvent être simples ou doubles.
Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que les châssis peuvent être composés de bois, d’aluminium, de plastique ou de fibre carbone.
Dispositif selon la revendication 6 caractérisé par un système de propulsion permettant au châssis de s’envoler, comprenant des moteurs, hélices, batteries et contrôleurs de vitesse électroniques (ESC).
Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé par un contrôleur de vol grâce à un microprocesseur et des capteurs, permettant de faire le lien entre le pilote et le drone.
Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé par un système de retour à la base le cas où la liaison est coupée.
Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que sa capacité d’emport soit égale à 50kg.
Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu’une radiocommande (RC) comportant l’apparence d’une manette permette le pilotage d’un drone.
Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le deuxième drone (figure 2) possède un dispositif d’atterrissage précis qui prévoit que son ordinateur embarqué (figure 1, n°7), à l’aide d’algorithmes de vue artificielle, traite une séquence temporelle d’images codées sous la forme de flux binaire reçue d’une caméra optique, qui comprend des données sur le repère optique situé au point d’atterrissage du drone pour déterminer au moins deux angles de décalage (figure 2, n°6).
Dispositif selon la revendication 13 caractérisé en ce que l’ordinateur embarqué (figure 1, n°7) envoie les signaux vers le contrôleur de vol, les données reçues par l’ordinateur sont traitées au moyen de filtres sur au moins deux angles d’inclinaison (assiette et roulis) et l’altitude du drone.
Dispositif selon la revendication 13 caractérisé en ce que l’ordinateur embarqué (figure 1, n°7) traite les données reçues sur l’altitude du drone, les angles de décalage et d’inclinaison, et envoie les signaux de commande au moyen d’un régulateur proportionnel dérivé (PID) vers le contrôleur de vol du drone automatique avec une fréquence d’au moins 10Hz pour corriger la trajectoire et améliorer la précision d’atterrissage du drone.