FR3140197A1

FR3140197A1 - Dispositif de détection, par un drone, d'au moins un aéronef habité en approche et procédé de détection associé

Info

Publication number: FR3140197A1
Application number: FR2209575A
Authority: FR
Inventors: Julien Farjon; Vianney Quilici
Original assignee: Safran Electronics and Defense SAS
Current assignee: Safran Electronics and Defense SAS
Priority date: 2022-09-28
Filing date: 2022-09-28
Publication date: 2024-03-29
Also published as: US20240105068A1

Abstract

Un dispositif de détection, par un drone, d’au moins un aéronef habité, l’aéronef habité (N) émettant au moins un message de positionnement comprenant au moins une donnée d’altitude (ZN), le dispositif de détection comprenant un récepteur pour recevoir le message de positionnement et pour mesurer sa puissance de réception (P), un calculateur (11) configuré pour comparer (E2) un écart d’altitude (ΔZ) à un premier seuil (S1) pour activer un premier état de vigilance (V1) en cas de dépassement, comparer (E3) la puissance de réception (P) à un deuxième seuil (S2) pour activer un deuxième état de vigilance (V2) en cas de dépassement, et générer (E4) au moins un signal d’alerte de collision (A) si le premier signal de vigilance (V1) et le deuxième signal de vigilance (V2) sont actifs de manière simultanée. Figure de l’abrégé : Figure 4

Description

Dispositif de détection, par un drone, d’au moins un aéronef habité en approche et procédé de détection associé

La présente invention concerne le domaine des aéronefs non-habités, connus sous la désignation de drones. L’invention concerne plus particulièrement un procédé de détection d’aéronefs situés au voisinage d’un drone afin de permettre leur évitement, en particulier, à des altitudes inférieures à 152 m (environ 500 pieds).

Il est connu d’utiliser un drone pour la réalisation de diverses missions comme la captation d’images ou le transport de charges. La présence de drones dans l’espace aérien est amenée à croître, ce qui augmente le risque de collision avec des aéronefs habités.

Pour diminuer le risque de collision, il est connu d’équiper un drone avec une caméra vidéo afin d’observer le voisinage du drone. Les images recueillies sont ensuite analysées par un opérateur ou de manière informatique, ce qui permet en théorie de détecter tout aéronef dans le voisinage. En pratique, il est complexe de surveiller le voisinage du drone à partir uniquement d’images. Cela est d’autant plus complexe que le drone et/ou les aéronefs situés dans le voisinage peuvent se déplacer avec une vitesse et/ou une vélocité importantes.

En pratique, pour connaître leurs positions respectives, les aéronefs habités émettent périodiquement des messages de positionnement suite à une interrogation d’un radar ou d’un autre aéronef habité. Ces messages de positionnement contiennent notamment l’altitude de l’aéronef émetteur ainsi qu’un identifiant dudit aéronef. Cela permet aux aéronefs habités de connaître la position relative des autres aéronefs habités.

A l’heure actuelle, pour des raisons de sécurité, un drone n’est pas autorisé à interroger un aéronef habité. Aussi, il est connu d’équiper un drone d’un système de surveillance coopératif entrant (connu sous son acronyme anglais « ADS-B In ») configuré pour écouter les messages de positionnement envoyés par les différents aéronefs habités. Cela permet avantageusement au drone de savoir si des aéronefs habités se déplacent à une altitude proche de la sienne. Dans les faits, la donnée d’altitude comporte généralement des imprécisions qui, dans des espaces à forte densité d’aéronefs, engendre un grand nombre de fausses alarmes, ce qui présente un inconvénient. Les différents aéronefs habités émettent des messages de positionnement, connus de l’homme du métier sous la désignation « Mode S », qui ne contiennent que les informations d’altitude et d’identifiant de l’aéronef habité.

L’invention vise ainsi à éliminer au moins certains de ces inconvénients.

PRESENTATION DE L’INVENTION

L’invention concerne un dispositif de détection, pour un drone, d’au moins un aéronef habité, l’aéronef habité émettant au moins un message de positionnement comprenant au moins une donnée d’altitude, le drone ayant une altitude de drone ; le dispositif de détection comprenant :

Au moins un récepteur configuré pour recevoir le message de positionnement de l’aéronef habité,
Au moins un calculateur configuré pour comparer un écart d’altitude, déterminé entre l’altitude du drone et l’altitude de l’aéronef habité, à un premier seuil de manière à activer un premier état de vigilance en cas de dépassement.

L’invention est remarquable par le fait que, le récepteur étant configuré pour mesurer la puissance de réception du message de positionnement reçu, le calculateur est configuré pour :

Comparer la puissance de réception du message de positionnement à un deuxième seuil de manière à activer un deuxième état de vigilance en cas de dépassement, et
Générer au moins un signal d’alerte de collision si le premier signal de vigilance et le deuxième signal de vigilance sont actifs de manière simultanée.

Grâce à l’invention, le nombre de fausses alarmes est réduit par l’utilisation de la puissance de réception du message de positionnement. La puissance de réception est avantageuse étant donné qu’elle est accessible de manière passive sans interrogation de l’aéronef habité, ce qui respecte les exigences de sécurité informatique. En outre, la puissance de réception est corrélée à la distance d’écartement entre l’aéronef habité et le drone, ce qui forme un critère pertinent pour éviter une collision.

De manière préférée, le calculateur est configuré pour filtrer la puissance de réception du message de positionnement préalablement à sa comparaison au deuxième seuil, de préférence, avec un filtre de Kalman. Cela permet de filtrer les mesures de puissance de réception et d’améliorer la pertinence de la comparaison au deuxième seuil.

De préférence, le calculateur est configuré pour :

Calculer une dérivée de la puissance de réception du message de positionnement entre deux instants temporels consécutifs,
Comparer la dérivée de la puissance de réception à un troisième seuil de manière à activer un troisième état de vigilance en cas de dépassement, et
Générer le signal d’alerte de collision si le premier signal de vigilance, le deuxième signal de vigilance et le troisième signal de vigilance sont actifs de manière simultanée.

Le nombre de fausses alarmes est encore réduit par l’utilisation de la dérivée de la puissance de réception du message de positionnement. La dérivée de la puissance de réception est avantageuse étant donné qu’elle permet de mesurer, de manière indirecte et passive, la variation de la distance d’écartement entre l’aéronef habité et le drone. Ainsi, la connaissance d’une réduction rapide de la distance d’écartement est un critère pertinent pour éviter une collision.

De préférence, le calculateur est configuré pour filtrer la dérivée de la puissance de réception préalablement à sa comparaison au troisième seuil, de préférence, avec un filtre de Kalman. Cela permet de filtrer les mesures de la dérivée de la puissance de réception et d’améliorer la pertinence de la comparaison au troisième seuil.

Selon un aspect, le calculateur est configuré pour :

Compter le nombre de signaux d’alerte de collision consécutifs générés au cours du temps,
Emettre le signal d’alerte de collision si ledit nombre de signaux d’alerte de collision consécutifs est supérieur ou égal à un premier nombre d’occurrences prédéterminé, et
Conserver le signal d’alerte de collision si ledit nombre de signaux d’alerte de collision consécutifs est inférieur au premier nombre d’occurrences prédéterminé

Ainsi, un signal d’alerte de collision n’est émis qu’après un certain nombre d’occurrences, ce qui permet de valider le risque de collision et éviter d’émettre des alertes intempestives.

Selon un autre aspect, le calculateur est configuré pour :

Déterminer un pourcentage de signaux d’alerte de collision sur une période donnée,
Emettre le signal d’alerte de collision si le pourcentage de signaux d’alerte de collision est supérieur ou égal à un premier seuil prédéterminé, et
Conserver le signal d’alerte de collision si le pourcentage de signaux d’alerte de collision est inférieur au premier seuil prédéterminé.

Selon un autre aspect, le calculateur étant configuré pour générer à chaque instant temporel un signal d’alerte de collision ou un signal de sécurité, le calculateur est configuré pour :

Compter le nombre de signaux de sécurité consécutifs générés au cours du temps,
Emettre un signal de sécurité si ledit nombre de signaux de sécurité consécutifs est supérieur ou égal à un deuxième nombre d’occurrences prédéterminé, et
Conserver le signal de sécurité si ledit nombre de signaux de sécurité consécutifs est inférieur au deuxième nombre d’occurrences prédéterminé.

Ainsi, un signal de sécurité n’est émis qu’après un certain nombre d’occurrences, ce qui permet de valider une levée d’alerte de manière fiable.

Selon un autre aspect, le calculateur est configuré pour :

Déterminer un pourcentage de signaux de sécurité sur une période donnée,
Emettre le signal de sécurité si le pourcentage de signaux de sécurité est supérieur ou égal à un deuxième seuil prédéterminé, et
Conserver le signal de sécurité si le pourcentage de signaux de sécurité est inférieur au deuxième seuil prédéterminé.

L’invention concerne aussi un drone comportant un dispositif de détection tel que présenté précédemment.

L’invention concerne également un procédé de détection, par un drone, d’au moins un aéronef habité, l’aéronef habité émettant au moins un message de positionnement comprenant au moins une donnée d’altitude, le drone ayant une altitude de drone, le procédé de détection comprenant des étapes consistant à :

Recevoir le message de positionnement de l’aéronef habité,
Mesurer la puissance de réception du message de positionnement reçu,
Comparer un écart d’altitude, déterminé entre l’altitude du drone et l’altitude de l’aéronef habité, à un premier seuil,
Activer un premier état de vigilance en cas de dépassement du premier seuil,
Comparer la puissance de réception du message de positionnement à un deuxième seuil,
Activer un deuxième état de vigilance en cas de dépassement du deuxième seuil, et
Générer au moins un signal d’alerte de collision si le premier signal de vigilance et le deuxième signal de vigilance sont actifs de manière simultanée.

De manière préférée, le procédé comporte des étapes consistant à :

Calculer une dérivée de la puissance de réception du message de positionnement entre deux instants temporels consécutifs,
Comparer la dérivée de la puissance de réception du message de positionnement à un troisième seuil,
Activer un troisième état de vigilance en cas de dépassement du troisième seuil, et
Générer le signal d’alerte si le premier signal de vigilance, le deuxième signal de vigilance et le troisième signal de vigilance sont actifs de manière simultanée.

L’invention concerne également un produit de type programme d’ordinateur, comprenant au moins une séquence d’instructions stockée et lisible par un processeur et qui, une fois lue par ce processeur, provoque la réalisation des étapes du procédé tel que présenté précédemment.

L’invention concerne aussi un support lisible par un ordinateur comportant le produit de type programme d’ordinateur tel que présenté précédemment.

PRESENTATION DES FIGURES

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d’exemple, et se référant aux figures suivantes, données à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables.

La est une représentation schématique d’un drone et d’un aéronef habité émettant un message de positionnement.

La est une représentation schématique d’un dispositif de détection pour drone selon l’invention.

La est une représentation schématique de la puissance de réception d’un message de positionnement émis par l’aéronef habité.

La est une représentation schématique d’un premier exemple de mise en œuvre d’un procédé de détection selon l’invention.

La est une représentation schématique d’un deuxième exemple de mise en œuvre d’un procédé de détection selon l’invention.

La est une représentation schématique de courbes d’écart d’altitude, de puissance de réception et de la dérivée de la puissance de réception.

Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION

En référence à la , il est représenté un drone D, c’est-à-dire un aéronef non-habité, qui se déplace dans les airs. Il est représenté dans cet exemple un drone avec une voilure du type delta mais il va de soi que l’invention s’applique à tout type de drone D, en particulier, un drone D ayant une pluralité de rotors. L’invention concerne plus particulièrement un drone D configuré pour être piloté au-delà de la distance de vue par un opérateur.

Toujours en référence à la , il est représenté un aéronef habité N, par exemple un aéronef commercial, qui se déplace dans les airs. De manière connue, comme présenté dans le préambule, un aéronef habité N comporte de manière classique un transpondeur N1 pour émettre et recevoir des messages de positionnement M suite à une interrogation Q d’un autre aéronef habité 101 ou d’un centre radar 102.

De manière connue, chaque message de positionnement M émis par l’aéronef habité N comporte plusieurs données dont une donnée d’altitude ZN à un instant temporel t et un identifiant IDN de l’aéronef habité N. En pratique, les messages de positionnement M émis par l’aéronef habité N sont diffusés de manière large et peuvent être reçus par un drone D sans que celui-ci soit autorisé à interroger l’aéronef habité N.

Selon l’invention, en référence à la , le drone D comporte un dispositif de détection 1 pour recevoir et traiter les messages de positionnement M émis par les aéronefs habités N situés dans le voisinage du drone D.

Dans cet exemple, comme illustré à la , le dispositif de détection 1 comprend au moins un récepteur 10 configuré pour recevoir un message de positionnement M et au moins un calculateur 11 configuré pour générer un signal d’alerte de collision A en fonction du message de positionnement M et d’une altitude du drone ZD. De manière préférée, l’altitude du drone ZD est déterminée par un altimètre du drone D ou analogue. Un tel altimètre est connu de l’homme du métier et ne sera pas présenté plus en détails.

Le signal d’alerte de collision A peut se présenter sous diverses formes, en particulier, un message informatique qui peut être envoyé à une station de contrôle pour le pilote du drone N ou à un système de navigation du drone D afin d’adapter la trajectoire du drone D (manœuvre d’évitement).

Le récepteur 10 est configuré pour recevoir un message de positionnement M et lire les données qu’il contient. De manière préférée, le récepteur 10 est configuré pour communiquer sur la fréquence de 1090 MHz. Le récepteur 10 est également configuré pour mesurer une puissance de réception P du message de positionnement M qui a été reçu. De manière préférée, la puissance de réception P correspond à un paramètre RSSI pour « Received Signal Strength Indicator », c’est-à-dire, au rapport signal à bruit du message de positionnement M.

Il va néanmoins de soi que tout paramètre fonction de la puissance de réception P pourrait être utilisé. Le calcul d’un paramètre RSSI est connu pour l’homme du métier et ne sera pas présenté plus en détails.

Comme illustré à la , lorsqu’un aéronef habité N émet un message de positionnement M, la puissance de réception P est fonction de la distance d’écartement DN, c’est-à-dire, la distance entre le récepteur 10 du drone D et le transpondeur N1 de l’aéronef habité N. Ainsi, plus le drone D est éloigné de l’aéronef habité N, plus la puissance de réception P est faible. En d’autres termes, la puissance de réception P permet d’estimer la distance écartement DN entre le drone D et l’aéronef habité N. La présente invention vise à tirer parti de cette corrélation pour permettre de réduire le risque de collision sans interroger l’aéronef habité N et ainsi respecter les exigences en matière de sécurité.

De manière préférée, la loi de corrélation entre la puissance de réception P (en particulier le paramètre RSSI) et la distance d’écartement DN est déterminée au préalable, de préférence, de manière statistique.

Selon l’invention, en référence à un premier exemple de mise en œuvre représenté à la , le calculateur 11 est configuré pour mettre en œuvre les étapes consistant à :

Déterminer E1 un écart d’altitude ΔZ entre l’altitude du drone ZD et l’altitude de l’aéronef habité ZN,
Comparer E2 l’écart d’altitude ΔZ à un premier seuil S1 de manière à activer un premier état de vigilance V1 en cas de dépassement,
Comparer E3 la puissance de réception P du message de positionnement M à un deuxième seuil S2 de manière à activer un deuxième état de vigilance V2 en cas de dépassement, et
Générer E4 au moins un signal d’alerte de collision A si le premier signal de vigilance V1 et le deuxième signal de vigilance V2 sont actifs de manière simultanée.

De manière préférée, le calculateur 11 comprend une mémoire (non représentée) dans laquelle sont stockés le premier seuil S1 et le deuxième seuil S2. De préférence, le premier seuil S1 et le deuxième seuil S2 correspondent respectivement à un seuil d’altitude et à un seuil de puissance de réception. Les seuils S1, S2 sont de préférence prédéterminés afin d’obtenir le degré d’alerte de collision A souhaité. De manière préférée, les seuils S1, S2 sont adaptés de manière dynamique en fonction des conditions, de manière à conserver le degré d’alerte de collision A souhaité en toutes circonstances.

De manière préférée, le deuxième seuil S2 est déterminé en fonction de la distance horizontale minimale acceptée entre deux aéronefs lors de leur vol (généralement 9300m) et de la loi de corrélation reliant la puissance de réception P et la distance d’écartement DN.

Ainsi, de manière analogue à l’art antérieur, un premier état de vigilance V1 est activé si l’aéronef habité N possède une altitude ZN proche de l’altitude ZD du drone D. Néanmoins, un signal d’alerte de collision A n’est généré que si la puissance de réception P du message de positionnement M est élevée (activation du deuxième signal de vigilance V2). En effet, comme expliqué précédemment, la puissance de réception P est corrélée à la distance d’écartement DN, il en résulte qu’un risque de collision est plus élevé pour des altitudes voisines et pour une distance d’écartement DN réduite. L’utilisation de la puissance de réception P du message de positionnement M permet ainsi de réduire de manière importante le risque de fausse alarme tout en permettant une détection optimale.

De manière préférée, la puissance de réception P est filtrée, par exemple avec un filtre de Kalman, pour lisser les mesures.

De manière préférée, le signal d’alerte de collision A comporte l’identifiant de l’aéronef habité N présent dans le message de positionnement M.

En référence à un deuxième exemple de mise en œuvre représenté à la , le calculateur 11 est configuré pour mettre en œuvre des étapes supplémentaires. Par souci de clarté et de concision, les étapes présentées pour le premier exemple de mise en œuvre ne seront pas présentées de nouveau.

Le calculateur 11 est ainsi configuré pour mettre en œuvre les étapes consistant à :

Calculer E5 une dérivée dP de la puissance de réception P du message de positionnement M entre deux instants temporels consécutifs,
Comparer E6 la dérivée de la puissance de réception dP à un troisième seuil S3 de manière à activer un troisième état de vigilance V3 en cas de dépassement,
Générer E4 le signal d’alerte de collision A si le premier signal de vigilance V1, le deuxième signal de vigilance V2 et le troisième signal de vigilance V3 sont actifs de manière simultanée

De manière préférée, la mémoire du calculateur 11 stocke les puissances de réception P(t) mesurées au cours du temps de manière à calculer la dérivée de puissance de réception dP. De manière préférée, le troisième seuil S3 est également stocké dans la mémoire. De préférence, le troisième seuil S3 correspond à un seuil de variation de puissance de réception. Les seuils S1, S2, S3 sont de préférence prédéterminés afin d’obtenir le degré d’alerte de collision A souhaité.

Dans cet exemple, la dérivée de la puissance de réception dP correspond à l’écart entre deux paramètres RSSI (P(t-1), P(t)) entre deux instants temporels consécutifs (t-1, t).

De manière préférée, la dérivée de puissance de réception dP est filtrée, par exemple avec un filtre de Kalman, pour lisser les mesures.

De manière avantageuse, dans cette deuxième forme de réalisation, la dérivée de la puissance de réception dP, c’est-à-dire son taux de variation, permet de vérifier si la distance d’écartement DN a tendance à se réduire et la vitesse à laquelle cette dernière se réduit. Ainsi, si un aéronef habité N est proche en distance du drone D mais s’éloigne de celui-ci, le troisième signal de vigilance V3 n’est pas rendu actif. A l’inverse, si un aéronef habité N est éloigné du drone D mais se rapproche rapidement de celui-ci, le troisième signal de vigilance V3 est rendu actif.

De manière optionnelle, en référence à la , afin de réduire encore le nombre de fausses alarmes, le calculateur 11 est configuré, au cours d’une étape de validation E7, pour :

Compter le nombre de signaux d’alerte de collision A consécutifs générés au cours du temps,
Emettre le signal d’alerte de collision A si ledit nombre de signaux d’alerte consécutifs est supérieur ou égal à un premier nombre d’occurrences prédéterminé,
Conserver le signal d’alerte de collision A si ledit nombre de signaux d’alerte consécutifs est inférieur au premier nombre d’occurrences prédéterminé.

Ainsi, le signal d’alerte de collision A n’est pas transmis systématiquement mais transmis après un certain nombre d’occurrences. Une telle validation du signal d’alerte de collision A permet de réduire le nombre de fausses alarmes sans pour autant affecter la réactivité du dispositif de détection 1.

Le signal d’alerte de collision A peut être généré et émis directement après sa génération afin de prévenir un opérateur ou un système informatique d’un risque de collision avec un aéronef habité N.

De manière alternative, le calculateur 11 est configuré, au cours d’une étape de validation E7, pour :

Déterminer un pourcentage de signaux d’alerte de collision A sur une période donnée (de préférence une fenêtre temporelle glissante),
Emettre le signal d’alerte de collision A si le pourcentage de signaux d’alerte de collision A est supérieur ou égal à un premier seuil prédéterminé, et
Conserver le signal d’alerte de collision A si le pourcentage de signaux d’alerte de collision A est inférieur au premier seuil prédéterminé.

A titre d’exemple, un signal d’alerte de collision A est émis si le pourcentage de signaux d’alerte de collision est supérieur à un seuil prédéterminé, par exemple, 80% du temps sur les 10 dernières secondes.

Selon un aspect de l’invention, le calculateur 11 est configuré pour générer à chaque instant temporel un signal d’alerte de collision A ou un signal de sécurité S. En référence à la , afin d’éviter l’émission intermittente du signal d’alerte de collision, le calculateur 11 est configuré, au cours d’une étape de validation E7, pour :

Compter le nombre de signaux de sécurité S consécutifs générés au cours du temps
Emettre un signal de sécurité S si ledit nombre de signaux de sécurité consécutif S est supérieur ou égal à un deuxième nombre d’occurrences prédéterminé,
Conserver le signal de sécurité S si ledit nombre de signaux de sécurité consécutifs est inférieur au deuxième nombre d’occurrences prédéterminé.

De manière analogue au signal d’alerte de collision A, un signal de sécurité S n’est pas transmis systématiquement mais transmis après un certain nombre d’occurrences. Une telle validation du signal de sécurité S permet, par hystérésis, d’émettre de manière alternative des signaux d’alerte de collision A et de sécurité S, ce qui améliore la robustesse et la fiabilité du système de détection 1.

Déterminer un pourcentage de signaux de sécurité S sur une période donnée (de préférence une fenêtre temporelle glissante),
Emettre le signal de sécurité S si le pourcentage de signaux de sécurité S est supérieur ou égal à un deuxième seuil prédéterminé, et
Conserver le signal de sécurité S si le pourcentage de signaux de sécurité S est inférieur au deuxième seuil prédéterminé.

A titre d’exemple, un signal de sécurité S est émis si le pourcentage de signaux de sécurité est supérieur à un seuil prédéterminé, par exemple, 80% du temps sur les 10 dernières secondes.

De manière alternative, l’étape de validation E7 peut mettre en œuvre une fenêtre glissante afin de lisser les signaux d’alerte de collision A ou de sécurité S.

Un exemple de mise en œuvre d’un procédé de détection selon l’invention va être dorénavant présenté en référence à la .

Le présent exemple se référera à la mise en situation de l’invention représentée en . Un drone D est en vol stationnaire à une altitude de drone ZD de 1500m. Un aéronef habité N se déplace à une altitude ZN inférieure à celle du drone D. Comme expliqué précédemment, le drone D n’a pas l’autorisation d’interroger le transpondeur N1 de l’aéronef habité N contrairement aux autres aéronefs habités 101 ou au centre radar 102 qui y sont autorisés. Par conséquent, Le drone D ne reçoit que le message de positionnement M de manière passive en provenance de l’aéronef habité N.

Le récepteur 10 du dispositif de détection 1 du drone D reçoit le message de positionnement M qui comporte au moins l’altitude ZN ainsi que son identifiant ID. Le récepteur 10 peut ainsi déterminer la puissance de réception P.

Comme expliqué précédemment, en référence à la , le calculateur 11 peut ainsi déterminer au cours du temps t :

L’écart d’altitude ΔZ (cadre 6a de la ) pour le comparer au premier seuil S1, par exemple, 300m ;
La puissance de réception P (cadre 6b de la ) pour la comparer au deuxième seuil S2 ;
La dérivée de la puissance de réception dP (cadre 6c de la ) pour la comparer au troisième seuil S3.

En référence au premier cadre 6a de la , l’écart d’altitude ΔZ est inférieur au premier seuil S1 entre les instants temporels t11 et t12. Aussi, entre les instants temporels t11 et t12, le premier signal de vigilance V1 est actif (V1=1) et est inactif en dehors (V1=0). Le premier signal de vigilance V1 permet d’alerter sur le fait que l’aéronef habité N vole à une altitude voisine.

De manière analogue, en référence au deuxième cadre 6b de la , la puissance de réception P est supérieure au deuxième seuil S2 entre les instants temporels t21 et t22. Aussi, entre les instants temporels t21 et t22, le deuxième signal de vigilance V2 est actif (V2=1) et est inactif en dehors (V2=0). Le deuxième signal de vigilance V2 permet d’alerter sur une distance d’écartement DN avec l’aéronef habité N.

De manière analogue encore, en référence au troisième cadre 6c de la , la dérivée de la puissance de réception dP est supérieure au troisième seuil S3 entre les instants temporels t31 et t32. Aussi, entre les instants temporels t31 et t32, le troisième signal de vigilance V3 est actif (V3=1) et est inactif en dehors (V3=0). Le troisième signal de vigilance V3 permet d’alerter sur une diminution de la distance d’écartement DN au cours du temps avec l’aéronef habité N.

En référence au quatrième cadre 6d de la , le calculateur 11 émet un signal d’alerte de collision A entre les instants temporels t21 et t32 étant donné que les signaux de vigilance V1, V2, V3 sont simultanément actifs. Cela limite de manière importante le nombre de fausses alarmes par comparaison à un dispositif de détection selon l’art antérieur ne reposant que sur l’écart d’altitude ΔZ (le signal d’alerte de collision A aurait été émis entre les instants temporels t11 et t12). Afin de rendre robuste le système de détection, une étape de validation peut également être mise en œuvre comme présenté précédemment.

Grâce à l’invention, un signal d’alerte de collision A fiable peut être émis afin d’alerter un opérateur ou un système de navigation du drone D afin d’éviter toute collision effective. De manière avantageuse, le drone D n’émet pas de requêtes d’interrogation vers des aéronefs habités N, ce qui garantit la sécurité.

Claims

Dispositif de détection (1), pour un drone (D), d’au moins un aéronef habité (N), l’aéronef habité (N) émettant au moins un message de positionnement (M) comprenant au moins une donnée d’altitude (ZN), le drone (D) ayant une altitude de drone (ZD) ; le dispositif de détection (1) comprenant :
Au moins un récepteur (10) configuré pour recevoir le message de positionnement (M) de l’aéronef habité (N),

Au moins un calculateur (11) configuré pour :

Comparer (E2) un écart d’altitude (ΔZ), déterminé entre l’altitude du drone (ZD) et l’altitude de l’aéronef habité (ZN), à un premier seuil (S1) de manière à activer un premier état de vigilance (V1) en cas de dépassement,

Caractérisé par le faitque, le récepteur (10) étant configuré pour mesurer la puissance de réception (P) du message de positionnement (M) reçu, le calculateur (11) est configuré pour :

Comparer (E3) la puissance de réception (P) du message de positionnement (M) à un deuxième seuil (S2) de manière à activer un deuxième état de vigilance (V2) en cas de dépassement, et

Générer (E4) au moins un signal d’alerte de collision (A) si le premier signal de vigilance (V1) et le deuxième signal de vigilance (V2) sont actifs de manière simultanée.
Dispositif de détection (1) selon la revendication 1, dans lequel le calculateur (11) est configuré pour filtrer la puissance de réception (P) du message de positionnement (M) préalablement à sa comparaison au deuxième seuil (S2), de préférence, avec un filtre de Kalman.
Dispositif de détection (1) selon l’une des revendications 1 à 2, dans lequel le calculateur (11) est configuré pour :
Calculer (E5) une dérivée de la puissance de réception (dP) du message de positionnement (M) entre deux instants temporels consécutifs,

Comparer (E6) la dérivée de la puissance de réception (dP) à un troisième seuil (S3) de manière à activer un troisième état de vigilance (V3) en cas de dépassement, et

Générer (E4) le signal d’alerte de collision (A) si le premier signal de vigilance (V1), le deuxième signal de vigilance (V2) et le troisième signal de vigilance (V3) sont actifs de manière simultanée.
Dispositif de détection (1) selon la revendication 3, dans lequel le calculateur (11) est configuré pour filtrer la dérivée de la puissance de réception (dP) préalablement à sa comparaison au troisième seuil (S3), de préférence, avec un filtre de Kalman.
Dispositif de détection (1) selon les revendications 1 à 4, dans lequel le calculateur (11) est configuré pour :
Déterminer un pourcentage de signaux d’alerte de collision (A) sur une période donnée,

Emettre le signal d’alerte de collision (A) si le pourcentage de signaux d’alerte de collision (A) est supérieur ou égal à un premier seuil prédéterminé, et

Conserver le signal d’alerte de collision (A) si le pourcentage de signaux d’alerte de collision (A) est inférieur au premier seuil prédéterminé.
Dispositif de détection (1) selon les revendications 1 à 5, dans lequel, le calculateur (11) étant configuré pour générer à chaque instant temporel un signal d’alerte de collision (A) ou un signal de sécurité (S) correspondant à une absence de risque de collision, le calculateur (11) est configuré pour :
Déterminer un pourcentage de signaux de sécurité (S) sur une période donnée,

Emettre le signal de sécurité (S) si le pourcentage de signaux de sécurité (S) est supérieur ou égal à un deuxième seuil prédéterminé, et

Conserver le signal de sécurité (S) si le pourcentage de signaux de sécurité (S) est inférieur au deuxième seuil prédéterminé.
Drone (D) comportant un dispositif de détection (1) selon l’une des revendications 1 à 6.
Procédé de détection, par un drone (D), d’au moins un aéronef habité (N), l’aéronef habité (N) émettant au moins un message de positionnement (M) comprenant au moins une donnée d’altitude (ZN), le drone (D) ayant une altitude de drone (ZD), le procédé de détection comprenant des étapes consistant à :
Recevoir le message de positionnement (M) de l’aéronef habité (N),

Mesurer la puissance de réception (P) du message de positionnement reçu (M),

Comparer (E2) un écart d’altitude (ΔZ), déterminé entre l’altitude du drone (ZD) et l’altitude de l’aéronef habité (ZN), à un premier seuil (S1)

Activer un premier état de vigilance (V1) en cas de dépassement du premier seuil (S1),

Comparer (E3) la puissance de réception (P) du message de positionnement (M) à un deuxième seuil (S2),

Activer un deuxième état de vigilance (V2) en cas de dépassement du deuxième seuil (S2), et

Générer (E4) au moins un signal d’alerte de collision (A) si le premier signal de vigilance (V1) et le deuxième signal de vigilance (V2) sont actifs de manière simultanée.
Procédé de détection selon la revendication 8 comprenant des étapes consistant à :
Calculer (E5) une dérivée de la puissance de réception (dP) du message de positionnement (M) entre deux instants temporels consécutifs,

Comparer (E6) la dérivée de la puissance de réception (dP) du message de positionnement (M) à un troisième seuil (S3),

Activer un troisième état de vigilance (V3) en cas de dépassement du troisième seuil (S3), et

Générer (E4) le signal d’alerte (A) si le premier signal de vigilance (V1), le deuxième signal de vigilance (V2) et le troisième signal de vigilance (V3) sont actifs de manière simultanée.
Produit de type programme d’ordinateur, comprenant au moins une séquence d’instructions stockée et lisible par un processeur et qui, une fois lue par ce processeur, provoque la réalisation des étapes du procédé selon l’une des revendications 8 à 9.