WO2015158906A1 - Procédé d'aide à la manoeuvre au sol d'un aéronef - Google Patents

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WO2015158906A1
WO2015158906A1 PCT/EP2015/058415 EP2015058415W WO2015158906A1 WO 2015158906 A1 WO2015158906 A1 WO 2015158906A1 EP 2015058415 W EP2015058415 W EP 2015058415W WO 2015158906 A1 WO2015158906 A1 WO 2015158906A1
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WO
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aircraft
obstacle
display
obstacles
processing module
Prior art date
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PCT/EP2015/058415
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Inventor
Jacques Lacourie
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Sagem Defense Securite
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D47/00—Equipment not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • B64D47/00—Equipment not otherwise provided for
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/06—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC] for control when on the ground
    • G08G5/065—Navigation or guidance aids, e.g. for taxiing or rolling
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0017—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information
    • G08G5/0021—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information located in the aircraft

Definitions

  • the invention relates to the field of piloting assistance in a phase of ground movement of an aircraft and more specifically a method of assisting the maneuvering of an aircraft during a maneuver near a door of the aircraft. boarding ("gating").
  • the number of obstacles to be detected remains low and the obstacles to be detected are mainly vehicles moving at low speed.
  • Existing methods detect these moving objects and warn the pilot of the risks of collision with the aircraft to allow it to change its trajectory to avoid collision.
  • Obstacle detection is more difficult during the maneuvering phases near a boarding gate. Such an area has a great diversity of obstacles of various sizes, mobile as vehicles or pedestrians but also immobile as handling equipment or buildings. During such maneuvering phases, the existing guidance methods generally call for assistance outside the aircraft.
  • a first category of existing methods uses a human being located outside the apparatus and providing guidance information to the pilot. Such a method has the disadvantage of running a significant risk to the ground staff without allowing for precise guidance, the means of measurement and communication staff on the ground being particularly limited.
  • Another category of existing methods uses a guidance system installed near the boarding gate and to provide the pilot with information on the position of the aircraft relative to a position or a reference trajectory to be followed when of the maneuver.
  • Such systems allow the pilot to position his aircraft relatively accurately but need to be installed at each maneuvering location.
  • such systems are designed to forward the aircraft a predefined trajectory does not necessarily take into account all the obstacles on the tarmac, including moving obstacles such as vehicles.
  • Such systems do not allow the pilot to be aware of all obstacles near his aircraft.
  • the present invention thus relates, according to a first aspect, to a method of assisting the ground maneuvering of an aircraft comprising the following steps implemented by a data processing module: acquisition of information relating to mobile and immobile obstacles located in the vicinity of the aircraft and detected by at least one obstacle detector on board the aircraft,
  • the display step comprising displaying on said at least one display device a three-dimensional elevation view of an angular sector in the vicinity of the aircraft centered on an area comprising at least one obstacle on the closer to the aircraft or at least one obstacle presenting the most risk of collision with the aircraft.
  • the method according to the first aspect thus allows the pilot of the aircraft, during a maneuver near a boarding gate, to know the position of all the immovable and mobile obstacles in the vicinity of the aircraft without requiring a equipment or human personnel outside the aircraft.
  • Such a display mode further allows the pilot to obtain a detailed view of the obstacles located in a specific area when the aircraft is a short distance from the airport structures.
  • the pilot's attention is directed towards the area around the aircraft requiring immediate attention from the pilot because of the proximity of an obstacle or a risk of a high or imminent collision. .
  • the display step may include comparing the distance between an obstacle and the aircraft at a threshold and displaying position indicators of an obstacle when the distance between said obstacle and the aircraft is less than one. threshold. This makes it possible to display the position of the obstacles only when they are at a short distance from the aircraft so as not to clutter the view of useless elements and to keep it legible.
  • the display step may also include comparing the time remaining before collision between an obstacle and the aircraft at a threshold and the display. position indicators of an obstacle when the time remaining before collision between said obstacle and the aircraft is below a threshold.
  • the step of displaying the method according to the first aspect may furthermore comprise the display of indicators representative of the level of risk of collision between the aircraft and the obstacles detected in order to allow the pilot to realize immediately the risk of collision associated with each obstacle represented.
  • the step of displaying the method according to the first aspect may comprise the display of a top view representing the aircraft and position indicators of the mobile and immobile obstacles relative to the aircraft on at least one display device. .
  • This display mode allows the pilot to have an overview of the obstacles when the airport structures are still a good distance from the aircraft.
  • the display of a view from above may include the display of a forecast trajectory of the aircraft. This allows the pilot to visually realize the risk of collision with an obstacle due to the movement of the aircraft or the obstacle, and possibly to adapt the trajectory of the aircraft in function to avoid the collision.
  • the display of an elevation view may comprise the display of an actual view taken using an image capture device installed on the aircraft on which said indicators are superimposed. This makes it possible to propose a representation that is faithful to the reality of the obstacles detected and to avoid any risk of misidentification of these obstacles in real view.
  • the data processing module can furthermore compare the distance between the aircraft and the closest immovable obstacle detected with a predetermined threshold and switch from a view from a view from above to an elevation view or from a view from above. displaying an elevation view in a view from above according to the result of said comparison. This makes it possible to always offer the pilot the most suitable view for the detection of obstacles according to the proximity thereof, and in particular the proximity of airport structures such as the boarding gate.
  • the data processing module can also compare the time remaining before collision between an obstacle and the aircraft to a predetermined threshold and switch from a view from a top view to an elevation view or a display of a elevation view to a top view according to the result of said comparison.
  • the data processing module can display said top view and said elevation view simultaneously on two display devices.
  • the invention relates to a computer program product comprising code instructions for executing an aircraft ground maneuvering aid method according to the first aspect when this program is executed by a processor.
  • the invention relates to a data processing module configured for:
  • the invention relates to an aircraft maneuvering aid system comprising: at least one obstacle detector, at least one display device and a data processing module according to the third aspect.
  • Such computer program product, data processing module and aircraft ground maneuvering aid system have the same advantages as those evoked for the method according to the first aspect.
  • FIG. 1 is a diagram schematizing an implementation of a method of assisting the ground maneuvering of an aircraft according to the invention
  • FIG. 2 represents a system for assisting the ground maneuvering of an aircraft according to one embodiment of the invention
  • FIG. 3 illustrates the environment of an aircraft during a maneuver near a boarding gate
  • FIG. 4a illustrates a real view on which obstruction position indicators are superimposed and representative of the risk of collision with these obstacles
  • FIG. 4b illustrates a view from above that can be displayed in the first display mode and corresponding to this real view
  • FIG. 5 illustrates an elevational view that can be displayed in the second display mode
  • FIG. 6a and 6b illustrate views that can be displayed during taxiing maneuvers ("taxiing").
  • an embodiment of the invention relates to a method of assisting the ground maneuver of an aircraft 1 implemented during a maneuver near a gate by a data processing module 2 of an aircraft ground maneuvering aid system illustrated in FIG. 2. During such a maneuver, the aircraft 1 is surrounded by various moving and immobile obstacles as shown in FIG. figure 3.
  • Such a system comprises at least one obstacle detector 3 embarked on the aircraft 1.
  • a detector may for example be a proximity detector such as a laser or an ultrasound detector.
  • a detector may also be an imaging device such as a camera or a video camera.
  • the at least one obstacle detector can be installed at the ends of the aircraft such as the ends of the wings. Several obstacle detectors can be installed on the aircraft so that the union of their detection fields covers a volume encompassing the entire aircraft.
  • the maneuvering aid system also comprises a data processing module 2 connected to all the obstacle detectors 3 and comprising communication means such as a communication interface COM, calculation means such as a CALC calculator and MEM storage means.
  • a computer may consist of a processor or microprocessor, of the x-86 or RISC type, for example, a controller or microcontroller, a DSP, an integrated circuit such as an ASIC or programmable such as an FPGA, a combination of such elements. or any other combination of components to implement the process calculation steps described below.
  • the MEM storage means may consist of any type of computer mass storage such as a magnetic hard disk tray, an SSD, flash memory or a CD-ROM or DVD-ROM.
  • the data processing module 2 is configured to acquire information relating to mobile and immobile obstacles located in the vicinity of the aircraft and detected by at least one obstacle detector 3 embarked on the aircraft, during a step d E1 acquisition. More precisely, the data processing module is configured to receive signals from the obstacle detectors using its COM communications means, then using its CALC calculation means to analyze said signals and to determine information relating to mobile obstacles and immobile in the vicinity of the aircraft. The data processing module can also store this information in its MEM storage means. The data processing module can for example determine the position of the obstacles by telemetry from signals of several proximity sensors or by shape recognition from image signals and a database of reference images. . For example, the obstacles determined by the processing module data in the situation shown in Figure 3 are shown in dashed lines in Figure 4a.
  • the data processing module 2 can also determine a risk of collision between an obstacle and the aircraft from the distance and azimuth of the obstacle relative to the aircraft and from an estimation of the trajectories of the aircraft. aircraft and obstacle if it is mobile. Such a trajectory can for example be estimated from the speed of movement and the steering angle of the aircraft.
  • the data processing module 2 can also determine a risk of collision between an obstacle and the aircraft from an evaluation of the time remaining before collision between the obstacle and the aircraft.
  • the data processing module is also connected to display devices 4 located in the cockpit and for transmitting to the pilot information concerning the position of the obstacles detected and the risk of collision with the aircraft.
  • display devices may comprise one or more screens, a head-up display projected in the cockpit or in a display device placed on the pilot's head such as a helmet or a pair of glasses.
  • the data processing module is configured, during a display step E2, to display in the form of indicators, on at least one display device 4 of the cockpit, during a maneuver close to a boarding gate, indications such as the position of the detected obstacles and optionally their distance from the aircraft, and the position and the current attitude of the aircraft as well as a predicted trajectory of the aircraft .
  • Obstacles presenting a significant or even high risk of collision can be identified in a particular manner, for example according to a color code or by assigning to an obstacle a symbol of variable size depending on the risk of collision, said size being able for example to be inversely proportional to the distance between the aircraft and the obstacle or the estimated time before collision.
  • only the obstacles presenting a high risk of collision, ie for which the time remaining before collision is less than a threshold or whose distance to the aircraft is below a threshold are represented in order to make the display more readable.
  • the data processing module 2 displays on at least one display device 4 a top view representing the aircraft as well as the obstacles detected by the at least one obstacle detector 3 and more precisely position indicators of these immovable and mobile obstacles relative to the aircraft.
  • the obstacles can be represented by the contours detected as illustrated for example in FIG. 4b.
  • the aircraft's projected trajectory can also be represented in order to make the risk of collision with certain obstacles evident.
  • the obstacles detected and their positions can be displayed on the display device by the processing module only when the processing module determines that their distance from the aircraft is below a given threshold or that the time remaining before collision between these obstacles and the aircraft is below a given threshold during a comparison step E20.
  • Such a top view displayed and illustrated in FIG. 4b corresponds to a real view as illustrated in FIG. 4a in which the boarding gate and the boarding stairs and the baggage belt closest to the aircraft 1 are detected as obstacles presenting a risk of collision with the aircraft and their edges closest to the aircraft are surmounted by indicators representative of the level of risk of collision, such as dotted lines that may be red in color. Conversely, the other obstacles detected are considered as not presenting a risk of collision with the aircraft and are surmounted by indicators representative of the level of collision risk such as dotted lines that may be finer or green in color.
  • the data processing module 2 displays on at least one display device 4 a 3-dimensional elevation view (3D ) covering a particular angular sector near the aircraft.
  • a 3-dimensional elevation view 3D
  • Such a view can be a computer image or a real shot taken from a capture device image installed on the aircraft.
  • the data processing module may further display indicators relating to the level of risk of collision between the aircraft and the detected obstacles located in said angular sector. The position and collision risk indicators can be displayed superimposed on the actual view.
  • the data processing module thus highlights on this three-dimensional view the obstacles present in the angular sector displayed and presenting a risk of collision with the aircraft.
  • the obstacles detected and their positions can be displayed on the display device by the processing module only when the processing module determines that their distance from the aircraft is below a given threshold or that the time remaining before collision between these obstacles and the aircraft is below a given threshold during a comparison step E20.
  • the angular sector represented is centered on an area comprising one or more obstacles presenting a high risk of collision or the highest of the obstacles detected in the vicinity of the aircraft or on an area comprising obstacles. closest to the aircraft.
  • Such examples of displays are illustrated in FIG. 5 in which the boarding stair is detected as an obstacle presenting a risk of collision with the aircraft 1 and is therefore surmounted by several indicators that may be red in color.
  • the aircraft traveling on the nearby runway is detected but does not present a risk of collision and is therefore surmounted by several indicators that may be green.
  • the angular sector represented covers 360 ° around the aircraft and allows the pilot to have a view of the entire environment of the aircraft.
  • the view from above and the elevation view are simultaneously displayed on two display devices 4 during a simultaneous display step E23, preferably adjacent to allow the pilot to have to both an overview and a view of a particular angular sector.
  • the data processing module first displays, at the beginning of a maneuver carried out near a gate, as long as the airport structures are at a distance from the aircraft, only the top view, allowing the pilot to have an overview when approaching the door. When the aircraft approaches the airport structures, the data processing module can display this top view but by changing the scale of such a view displayed.
  • the display of this top view may follow the display of one or more similar views with different scales, illustrated in Figure 6a and 6b, previously displayed during taxiing maneuvers ("taxiing").
  • the scale of such a view displayed during a driving maneuver can be determined for example according to the relative speeds of the moving elements on the tarmac.
  • the data processing module is configured to change display when the aircraft 1 becomes close to the fixed infrastructures of the airport at the end of the approaching maneuver phase of a boarding gate.
  • the data processing module can compare, during a comparison step E24, the distance between the aircraft and the closest immovable obstacle detected with a predetermined threshold and switch the display to an elevation view when a step of switching E25 when the distance between the aircraft and the nearest detected obstacle is less than a predetermined threshold.
  • the data processing module can also compare during a comparison step E24, the time remaining before collision between the detected obstacles and the aircraft with a predetermined threshold and switch the display to an elevation view during a step E25 failover when the time remaining before collision between the detected obstacles and the aircraft is less than the predetermined threshold. The pilot thus obtains a detailed view of the nearby obstacles as the aircraft has approached them.
  • Such a display switching can also be implemented during a departure maneuver during which the aircraft moves away from fixed airport structures.
  • the display can thus switch, during a step of Tilt E25, again to a view from above when no more immovable obstacle is in the immediate vicinity of the device, that is to say when the processing module determines, that the distance between the aircraft and the Nearest still obstacle becomes greater than a predetermined threshold.
  • the display can also switch from an elevation view to a top view when the time remaining before collision between the detected obstacles and the aircraft becomes greater than a predetermined threshold during a comparison step E24.
  • Such a failover logic makes it possible to provide the pilot with a stable view of the situation by avoiding inadvertent display failovers.

Landscapes

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

La présente invention concerne un procédé d'aide à la manœuvre au sol d'un aéronef comprenant des étapes de: acquisition (E1) d'informations relatives à des obstacles mobiles et immobiles situés au voisinage de l'aéronef et détectés par au moins un détecteur d'obstacles embarqué sur l'aéronef; affichage (E2) sur au moins un dispositif d'affichage du poste de pilotage de l'aéronef, lors d'une manœuvre à proximité d'une porte d'embarquement, d'indicateurs de positions des obstacles à partir desdites informations relatives à des obstacles acquises.

Description

Procédé d'aide à la manœuyre au sol d'un aéronef
DOMAINE TECHNIQUE GENERAL
L'invention concerne le domaine de l'aide au pilotage dans une phase de déplacement au sol d'un aéronef et plus précisément un procédé d'aide à la manœuvre d'un aéronef lors d'une manœuvre à proximité d'une porte d'embarquement (« gating »).
ETAT DE LA TECHNIQUE Lors des phases de manœuvre au sol d'un aéronef, le pilote de l'aéronef doit prendre garde aux multiples obstacles présents au sol avec lesquels son aéronef pourrait entrer en collision tels que d'autres avions, divers véhicules présents sur les pistes, des équipements au sol... En raison du manque de visibilité par le biais des ouvertures de la cabine de pilotage, le pilote a généralement besoin d'aide pour détecter tous les obstacles présentant un risque de collision, notamment ceux situés en dehors de son champ de vision, par exemple au ras du sol ou sur les côtés de l'avion.
Lors des phases de roulage sur et autour des pistes, le nombre d'obstacles à détecter reste faible et les obstacles à détecter sont principalement des véhicules en mouvement à faible vitesse. Des procédés existants permettent de détecter ces objets en mouvement et de prévenir le pilote des risques de collision avec l'aéronef afin de permettre à celui-ci de modifier sa trajectoire pour éviter la collision.
La détection des obstacles est plus difficile lors des phases de manœuvre à proximité d'une porte d'embarquement. Une telle zone présente une grande diversité d'obstacles de tailles variées, mobiles comme des véhicules ou des piétons mais également immobiles comme des équipements de manutention ou des bâtiments. Lors de telles phases de manœuvre, les procédés de guidage existants font généralement appel à une aide extérieure à l'aéronef.
Une première catégorie de procédés existants fait appel à un être humain situé à l'extérieur de l'appareil et donnant des informations de guidage au pilote. Un tel procédé présente l'inconvénient de faire courir un risque important au personnel au sol sans permettre pour autant un guidage précis, les moyens de mesure et de communication du personnel au sol étant particulièrement limités.
Une autre catégorie de procédés existants fait appel à un système de guidage installé à proximité de la porte d'embarquement et permettant de fournir au pilote des informations sur la position de l'aéronef par rapport à une position ou une trajectoire de référence à suivre lors de la manœuvre. De tels systèmes permettent au pilote de positionner son appareil de manière relativement précise mais nécessitent d'être installé à chaque emplacement de manœuvre. De plus, de tels systèmes sont conçus pour faire suivre à l'aéronef une trajectoire prédéfinie ne tenant pas nécessairement compte de l'ensemble des obstacles présents sur le tarmac, notamment des obstacles mobiles tels que des véhicules. De tels systèmes ne permettent donc pas au pilote d'avoir connaissance de l'ensemble des obstacles à proximité de son appareil.
Il existe donc un besoin d'un procédé d'aide à la manœuvre au sol permettant au pilote de prendre connaissance de l'ensemble des obstacles présents à proximité de l'aéronef et présentant un risque de collision, sans nécessiter l'emploi de personnel ou d'équipement extérieur à l'aéronef.
PRESENTATION DE L'INVENTION La présente invention se rapporte ainsi selon un premier aspect à un procédé d'aide à la manœuvre au sol d'un aéronef comprenant les étapes suivantes mises en œuvre par un module de traitement de données : - acquisition d'informations relatives à des obstacles mobiles et immobiles situés au voisinage de l'aéronef et détectés par au moins un détecteur d'obstacles embarqué sur l'aéronef,
- affichage sur au moins un dispositif d'affichage du poste de pilotage de l'aéronef, lors d'une manœuvre à proximité d'une porte d'embarquement, d'indicateurs de positions des obstacles à partir desdites informations relatives à des obstacles acquises, l'étape d'affichage comprenant l'affichage sur ledit au moins un dispositif d'affichage d'une vue en élévation en trois dimensions d'un secteur angulaire à proximité de l'aéronef centré sur une zone comprenant au moins un obstacle le plus proche de l'aéronef ou au moins un obstacle présentant le plus de risque de collision avec l'aéronef.
Le procédé selon le premier aspect permet ainsi au pilote de l'aéronef, lors d'une manœuvre à proximité d'une porte d'embarquement, de connaître la position de tous les obstacles immobiles et mobiles à proximité de l'aéronef sans nécessiter un équipement ou un personnel humain extérieur à l'aéronef. Un tel mode d'affichage permet de plus au pilote d'obtenir une vue détaillée des obstacles situés dans une zone précise lorsque l'aéronef se situe à une faible distance des structures aéroportuaires. Enfin grâce à un tel procédé, l'attention du pilote est dirigée vers la zone autour de l'aéronef requérant une attention immédiate de la part du pilote du fait de la proximité d'un obstacle ou d'un risque de collision élevé ou imminente.
L'étape d'affichage peut comprendre la comparaison de la distance entre un obstacle et l'aéronef à un seuil et l'affichage d'indicateurs de position d'un obstacle lorsque la distance entre ledit obstacle et l'aéronef est inférieure à un seuil. Ceci permet de n'afficher la position des obstacles que lorsqu'ils se trouvent à faible distance de l'aéronef afin de ne pas encombrer la vue d'éléments inutiles et de la garder lisible.
L'étape d'affichage peut également comprendre la comparaison du temps restant avant collision entre un obstacle et l'aéronef à un seuil et l'affichage d'indicateurs de position d'un obstacle lorsque le temps restant avant collision entre ledit obstacle et l'aéronef est inférieur à un seuil.
Ceci permet de n'afficher la position des obstacles que lorsque le risque de collision est imminent afin de ne pas encombrer la vue d'éléments inutiles et de la garder lisible.
L'étape d'affichage du procédé selon le premier aspect peut comprendre en outre l'affichage d'indicateurs représentatifs du niveau de risque de collision entre l'aéronef et les obstacles détectés afin de permettre au pilote de se rendre compte de manière immédiate du risque de collision associé à chaque obstacle représenté.
L'étape d'affichage du procédé selon le premier aspect peut comprendre l'affichage d'une vue de dessus représentant l'aéronef et des indicateurs de position des obstacles mobiles et immobiles relativement à l'aéronef sur au moins un dispositif d'affichage. Ce mode d'affichage permet au pilote d'avoir une vue d'ensemble des obstacles lorsque les structures aéroportuaires sont encore à bonne distance de l'aéronef.
L'affichage d'une vue de dessus peut comprendre l'affichage d'une trajectoire prévisionnelle de l'aéronef. Ceci permet au pilote de se rendre compte visuellement du risque de collision avec un obstacle dû au mouvement de l'aéronef ou de l'obstacle, et éventuellement d'adapter la trajectoire de l'aéronef en fonction pour éviter la collision.
L'affichage d'une vue en élévation peut comprendre l'affichage d'une vue réelle prise à l'aide d'un dispositif de capture d'image installé sur l'aéronef sur laquelle sont superposés lesdits indicateurs. Ceci permet de proposer une représentation fidèle à la réalité des obstacles détectés et d'éviter tout risque de mauvaise identification de ces obstacles en vue réelle.
Le module de traitement de données peut par ailleurs comparer la distance entre l'aéronef et l'obstacle immobile le plus proche détecté avec un seuil prédéterminé et basculer d'un affichage d'une vue de dessus à une vue en élévation ou d'un affichage d'une vue en élévation à une vue de dessus en fonction du résultat de ladite comparaison. Ceci permet de toujours proposer au pilote la vue la plus adaptée pour la détection des obstacles en fonction de la proximité de ceux-ci, et notamment de la proximité des structures aéroportuaires comme la porte d'embarquement.
Le module de traitement de données peut également comparer le temps restant avant collision entre un obstacle et l'aéronef à un seuil prédéterminé et basculer d'un affichage d'une vue de dessus à une vue en élévation ou d'un affichage d'une vue en élévation à une vue de dessus en fonction du résultat de ladite comparaison.
Ceci permet de toujours proposer au pilote la vue la plus adaptée pour la détection des obstacles en fonction de l'imminence du risque de collision. Le module de traitement de données peut afficher ladite vue du dessus et ladite vue en élévation simultanément sur deux dispositifs d'affichage.
Ceci permet au pilote de bénéficier en même temps à la fois d'une vue d'ensemble et d'une vue détaillée de l'environnement de l'aéronef.
Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code pour l'exécution d'un procédé d'aide à la manœuvre au sol d'un aéronef selon le premier aspect lorsque ce programme est exécuté par un processeur. Selon un troisième aspect, l'invention concerne un module de traitement de données configuré pour :
- acquérir des informations relatives à des obstacles mobiles et immobiles situés au voisinage d'un aéronef et détectés par au moins un détecteur d'obstacles embarqué sur l'aéronef,
- afficher sur au moins un dispositif d'affichage du poste de pilotage de l'aéronef, lors d'une manœuvre à proximité d'une porte d'embarquement, des indicateurs de positions des obstacles à partir desdites informations relatives à des obstacles acquises et afficher sur ledit au moins un dispositif d'affichage une vue en élévation en trois dimensions d'un secteur angulaire à proximité de l'aéronef centré sur une zone comprenant au moins un obstacle le plus proche de l'aéronef ou au moins un obstacle présentant le plus de risque de collision avec l'aéronef.
Selon un quatrième aspect, l'invention concerne un système d'aide à la manœuvre au sol d'un aéronef comprenant : au moins un détecteur d'obstacles, au moins un dispositif d'affichage et un module de traitement de données selon le troisième aspect.
De tels produit programme d'ordinateur, module de traitement de données et système d'aide à la manœuvre au sol d'un aéronef présentent les mêmes avantages que ceux évoqués pour le procédé selon le premier aspect.
PRESENTATION DES FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention. Cette description sera donnée en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un diagramme schématisant une mise en œuvre d'un procédé de d'aide à la manœuvre au sol d'un aéronef selon l'invention - la figure 2 représente un système d'aide à la manœuvre au sol d'un aéronef selon un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 3 illustre l'environnement d'un aéronef lors d'une manœuvre à proximité d'une porte d'embarquement ; - la figure 4a illustre une vue réelle sur laquelle sont superposés des indicateurs de position d'obstacles et représentatifs du risque de collision avec ces obstacles et la figure 4b illustre une vue de dessus pouvant être affichée dans le premier mode d'affichage et correspondant à cette vue réelle; - la figure 5 illustre une vue en élévation pouvant être affichée dans le deuxième mode d'affichage;
- les figures 6a et 6b illustrent des vues pouvant être affichées lors de manœuvres de roulage («taxiing »).
DESCRIPTION DETAILLEE
En référence à la figure 1 un mode de mise en œuvre de l'invention concerne un procédé d'aide à la manœuvre au sol d'un aéronef 1 mis en œuvre lors d'une manœuvre à proximité d'une porte d'embarquement par un module de traitement de données 2 d'un système d'aide à la manœuvre au sol d'un aéronef illustré en figure 2. Lors d'une telle manœuvre, l'aéronef 1 est environné de divers obstacles mobiles et immobiles comme représenté en figure 3.
Un tel système comprend au moins un détecteur d'obstacles 3 embarqué sur l'aéronef 1 . Un tel détecteur peut par exemple être un détecteur de proximité tel qu'un laser ou un détecteur à ultrason. Un tel détecteur peut également être un dispositif d'imagerie tel qu'un appareil photo ou une caméra vidéo. L'au moins un détecteur d'obstacle peut être installé aux extrémités de l'aéronef tel que les extrémités des ailes. Plusieurs détecteurs d'obstacles peuvent être installés sur l'aéronef de manière à ce que l'union de leurs champs de détection couvre un volume englobant l'ensemble de l'aéronef.
Le système d'aide à la manœuvre comprend également un module de traitement de données 2 connecté à l'ensemble des détecteurs d'obstacle 3 et comportant des moyens de communication tels qu'une interface de communication COM, des moyens de calcul tels qu'un calculateur CALC et des moyens de stockage MEM. Un tel calculateur peut consister en un processeur ou microprocesseur, de type x-86 ou RISC par exemple, un contrôleur ou microcontrôleur, un DSP, un circuit intégré tel qu'un ASIC ou programmable tel qu'un FPGA, une combinaison de tels éléments ou tout autre combinaison de composants permettant de mettre en œuvre les étapes de calcul du procédé décrit ci-dessous. Les moyens de stockage MEM peuvent consister en n'importe quel type de stockage de masse informatique tel qu'un disque dur magnétique à plateau, un disque SSD, de la mémoire flash ou encore un lecteur de CD-rom ou DVD-rom.
Le module de traitement de données 2 est configuré pour acquérir des informations relatives à des obstacles mobiles et immobiles situés au voisinage de l'aéronef et détectés par au moins un détecteur d'obstacles 3 embarqués sur l'aéronef, lors d'une étape d'acquisition E1 . Plus précisément le module de traitement de données est configuré pour recevoir grâce à ses moyens de communications COM des signaux issus des détecteurs d'obstacles, puis grâce à ses moyens de calcul CALC pour analyser lesdits signaux et pour déterminer des informations relatives aux obstacles mobiles et immobiles situés au voisinage de l'aéronef. Le module de traitement de données peut par ailleurs stocker ces informations dans ses moyens de stockage MEM. Le module de traitement de données peut par exemple déterminer la position des obstacles par télémétrie à partir de signaux de plusieurs détecteurs de proximité ou bien par reconnaissance de forme à partir de signaux d'image et d'une base de données d'images de référence. A titre d'exemple, les obstacles déterminés par le module de traitement de données dans la situation représentée en figure 3 sont indiqués en pointillés sur la figure 4a.
Le module de traitement de données 2 peut également déterminer un risque de collision entre un obstacle et l'aéronef à partir de la distance et de l'azimuth de l'obstacle par rapport à l'aéronef et d'une estimation des trajectoires de l'aéronef et de l'obstacle si celui-ci est mobile. Une telle trajectoire peut par exemple être estimée à partir de la vitesse de déplacement et de l'angle de braquage de l'aéronef. Le module de traitement de données 2 peut également déterminer un risque de collision entre un obstacle et l'aéronef à partir d'une évaluation du temps restant avant collision entre l'obstacle et l'aéronef.
Le module de traitement de données est également relié à des dispositifs d'affichage 4 situés dans le poste de pilotage et permettant de transmettre au pilote des informations concernant la position des obstacles détectés et le risque de collision avec l'aéronef. De tels dispositifs d'affichage peuvent comprendre un ou plusieurs écrans, un affichage tête-haute projeté dans le cockpit ou dans un dispositif de visualisation placé sur la tête du pilote tel qu'un casque ou une paire de lunettes.
Le module de traitement de données est configuré, lors d'une étape d'affichage E2, pour afficher sous la forme d'indicateurs, sur au moins un dispositif d'affichage 4 du poste de pilotage, lors d'une manœuvre à proximité d'une porte d'embarquement, des indications telles que la position des obstacles détectés et en option leur distance par rapport à l'aéronef, et la position et l'attitude courant de l'aéronef ainsi qu'une trajectoire prédite de l'aéronef. Les obstacles présentant un risque de collision non négligeable voire fort peuvent être identifiés de manière particulière, par exemple selon un code couleur ou en affectant à un obstacle un symbole de taille variable en fonction du risque de collision associé, ladite taille pouvant par exemple être inversement proportionnelle à la distance entre l'aéronef et l'obstacle ou au temps estimé avant collision. Selon un mode de réalisation, seuls les obstacles présentant un risque de collision élevé, c'est à dire pour lesquels le temps restant avant collision est inférieur à un seuil ou dont la distance à l'aéronef est inférieure à un seuil sont représentés afin de rendre l'affichage plus lisible.
Dans un premier mode d'affichage, lors d'une étape d'affichage d'une vue de dessus E21 , le module de traitement de données 2 affiche sur au moins un dispositif d'affichage 4 une vue de dessus représentant l'aéronef ainsi que les obstacles détectés par l'au moins un détecteur d'obstacle 3 et plus précisément des indicateurs de position de ces obstacles immobiles et mobiles relativement à l'aéronef. Les obstacles peuvent être représentés par les contours détectés comme illustré par exemple en figure 4b. Comme indiqué ci-dessus, la trajectoire prévisionnelle de l'aéronef peut également être représentée afin de rendre évident le risque de collision avec certains obstacles. Les obstacles détectés et leurs positions peuvent n'être affichés sur le dispositif d'affichage par le module de traitement que lorsque le module de traitement détermine que leur distance par rapport à l'aéronef est inférieure à un seuil donné ou que le temps restant avant collision entre ces obstacles et l'aéronef est inférieur à un seuil donné lors d'une étape de comparaison E20. Une telle vue de dessus affichée et illustrée en figure 4b correspond à une vue réelle telle que illustrée en figure 4a dans laquelle la porte d'embarquement ainsi que l'escalier d'embarquement et le tapis à bagages les plus proches de l'aéronef 1 sont détectés comme des obstacles présentant un risque de collision avec l'appareil et leurs arêtes les plus proches de l'aéronef sont surmontés d'indicateurs représentatifs du niveau de risque de collision, tels que des pointillés pouvant être de couleur rouge. A l'inverse, les autres obstacles détectés sont considérés comme ne présentant pas de risque de collision avec l'aéronef et sont surmontés d'indicateurs représentatifs du niveau de risque de collision tels que des pointillés pouvant être plus fins ou de couleur verte.
Dans un deuxième mode d'affichage, lors d'une étape d'affichage d'une vue en élévation E22, le module de traitement de données 2 affiche sur au moins un dispositif d'affichage 4 une vue en élévation en 3 dimensions (3D) couvrant un secteur angulaire particulier à proximité de l'aéronef. Une telle vue peut être une image de synthèse ou une prise de vue réelle issue d'un dispositif de capture d'image installé sur l'aéronef. Le module de traitement de données peut en outre afficher des indicateurs relatifs au niveau de risque de collision entre l'aéronef et les obstacles détectés situés dans ledit secteur angulaire. Les indicateurs de position et de risque de collision peuvent être affichés de manière superposée à la vue réelle. Le module de traitement de données met ainsi en évidence sur cette vue en trois dimensions les obstacles présents dans le secteur angulaire affiché et présentant un risque de collision avec l'aéronef. Les obstacles détectés et leurs positions peuvent n'être affichés sur le dispositif d'affichage par le module de traitement que lorsque le module de traitement détermine que leur distance par rapport à l'aéronef est inférieure à un seuil donné ou que le temps restant avant collision entre ces obstacles et l'aéronef est inférieur à un seuil donné lors d'une étape de comparaison E20.
Selon une première variante de mise en œuvre, le secteur angulaire représenté est centré sur une zone comprenant un ou plusieurs obstacles présentant un risque de collision élevé ou le plus élevé parmi les obstacles détectés à proximité de l'aéronef ou sur une zone comprenant les obstacles les plus proches de l'aéronef. De tels exemples d'affichages sont illustrés en figure 5 dans laquelle l'escalier d'embarquement est détecté comme un obstacle présentant un risque de collision avec l'aéronef 1 et est donc surmonté de plusieurs indicateurs pouvant être de couleur rouge. A l'inverse, l'avion circulant sur la piste à proximité est détecté mais ne présente pas de risque de collision et est donc surmonté de plusieurs indicateurs pouvant être de couleur verte.
Selon une deuxième variante de mise en œuvre, le secteur angulaire représenté couvre 360° autour de l'aéronef et permet au pilote de disposer d'une vue de l'ensemble de l'environnement de l'aéronef.
Selon un mode de mise en œuvre, la vue du dessus et la vue en élévation sont affichés simultanément sur deux dispositifs d'affichage 4 lors d'une étape d'affichage simultanée E23, de préférence voisins afin de permettre au pilote d'avoir à la fois une vue d'ensemble et une vue d'un secteur angulaire particulier. Selon un autre mode de mise en œuvre, le module de traitement de données affiche d'abord, au début d'une manœuvre réalisée à proximité d'une porte d'embarquement, tant que les structures aéroportuaires sont à distance de l'aéronef, uniquement la vue du dessus, permettant au pilote d'avoir une vue d'ensemble lors de l'approche de la porte. Lorsque l'aéronef se rapproche des structures aéroportuaires, le module de traitement de données peut afficher cette vue de dessus mais en changeant l'échelle d'une telle vue affichée.
L'affichage de cette vue de dessus peut faire suite à l'affichage d'une ou plusieurs vues similaires avec des échelles différentes, illustrées en figure 6a et 6b, affichées précédemment lors de manœuvres de roulage (« taxiing »). L'échelle d'une telle vue affichée lors d'une manœuvre de roulage peut être déterminée par exemple en fonction des vitesses relatives des éléments mobiles sur le tarmac.
Puis le module de traitement de données est configuré pour changer d'affichage lorsque l'aéronef 1 devient proche des infrastructures fixes de l'aéroport à la fin de la phase de manœuvre d'approche d'une porte d'embarquement. Le module de traitement de données peut comparer, lors d'une étape de comparaison E24, la distance entre l'aéronef et l'obstacle immobile le plus proche détecté avec un seuil prédéterminé et basculer l'affichage vers une vue en élévation lors d'une étape de basculement E25 lorsque la distance entre l'aéronef et l'obstacle le plus proche détecté est inférieure à un seuil prédéterminé. Le module de traitement de données peut également comparer lors d'une étape de comparaison E24, le temps restant avant collision entre les obstacles détectés et l'aéronef avec un seuil prédéterminé et basculer l'affichage vers une vue en élévation lors d'une étape de basculement E25 lorsque le temps restant avant collision entre les obstacles détectés et l'aéronef est inférieur au seuil prédéterminé. Le pilote obtient ainsi une vue détaillée des obstacles à proximité lorsque l'aéronef s'est rapproché de ceux-ci.
Un tel basculement d'affichage peut également être mis en œuvre au cours d'une manœuvre de départ pendant laquelle l'aéronef s'éloigne des structures fixes aéroportuaires. L'affichage peut ainsi basculer, lors d'une étape de basculement E25, de nouveau vers une vue du dessus lorsque plus aucun obstacle immobile ne se trouve à proximité immédiate de l'appareil, c'est-à-dire lorsque le module de traitement détermine, que la distance entre l'aéronef et l'obstacle immobile le plus proche devient supérieure à un seuil prédéterminé. L'affichage peut également basculer d'une vue en élévation vers une vue de dessus lorsque le temps restant avant collision entre les obstacles détectés et l'aéronef devient supérieur à un seuil prédéterminé lors d'une étape de comparaison E24.
Une telle logique de basculement permet d'assurer au pilote une vision stable de la situation en évitant les basculements intempestifs d'affichage.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé d'aide à la manœuvre au sol d'un aéronef (1 ) comprenant les étapes suivantes mises en œuvre par un module de traitement de données (2) :
- acquisition (E1 ) d'informations relatives à des obstacles mobiles et immobiles situés au voisinage de l'aéronef et détectés par au moins un détecteur d'obstacles (3) embarqué sur l'aéronef,
- affichage (E2) sur au moins un dispositif d'affichage (4) du poste de pilotage de l'aéronef, lors d'une manœuvre à proximité d'une porte d'embarquement, d'indicateurs de positions des obstacles à partir desdites informations relatives à des obstacles acquises, l'étape d'affichage (E2) comprenant l'affichage sur ledit au moins un dispositif d'affichage (4) d'une vue en élévation en trois dimensions (E22) d'un secteur angulaire à proximité de l'aéronef centré sur une zone comprenant au moins un obstacle le plus proche de l'aéronef ou au moins un obstacle présentant le plus de risque de collision avec l'aéronef.
Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l'étape d'affichage comprend la comparaison (E20) de la distance entre un obstacle et l'aéronef à un seuil et l'affichage d'indicateurs de positions d'un obstacle lorsque la distance entre ledit obstacle et l'aéronef est inférieure à un seuil.
Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape d'affichage comprend la comparaison (E20) du temps restant avant collision entre un obstacle et l'aéronef à un seuil et l'affichage d'indicateurs de position d'un obstacle lorsque le temps restant avant collision entre ledit obstacle et l'aéronef est inférieur à un seuil. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape d'affichage (E2) comprend en outre l'affichage d'indicateurs représentatifs du niveau de risque de collision entre l'aéronef et les obstacles détectés.
Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape d'affichage (E2) comprend l'affichage d'une vue de dessus (E21 ) représentant l'aéronef (1 ) et des indicateurs de position des obstacles mobiles et immobiles relativement à l'aéronef (1 ) sur au moins un dispositif d'affichage (4).
Procédé selon la revendication 5, dans lequel l'affichage d'une vue de dessus (E21 ) comprend l'affichage d'une trajectoire prévisionnelle de l'aéronef.
Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'affichage d'une vue en élévation (E22) comprend l'affichage d'une vue réelle prise à l'aide d'un dispositif de capture d'image installé sur l'aéronef sur laquelle sont superposés lesdits indicateurs.
Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le module de traitement de données (2) compare (E24) la distance entre l'aéronef et l'obstacle immobile le plus proche détecté avec un seuil prédéterminé et bascule (E25) d'un affichage d'une vue de dessus à une vue en élévation ou d'un affichage d'une vue en élévation à une vue de dessus en fonction du résultat de ladite comparaison.
Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le module de traitement de données (2) compare (E24) le temps restant avant collision entre un obstacle et l'aéronef à un seuil prédéterminé et bascule (E25) d'un affichage d'une vue de dessus à une vue en élévation ou d'un affichage d'une vue en élévation à une vue de dessus en fonction du résultat de ladite comparaison.
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le module de traitement de données (2) affiche ladite vue du dessus et ladite vue en élévation simultanément (E23) sur deux dispositifs d'affichage (4).
11. Produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code pour l'exécution d'un procédé d'aide à la manœuvre au sol d'un aéronef selon l'une quelconque des revendications précédentes lorsque ce programme est exécuté par un processeur.
12. Module de traitement de données (2) configuré pour :
- acquérir des informations relatives à des obstacles mobiles et immobiles situés au voisinage d'un aéronef (1 ) et détectés par au moins un détecteur d'obstacles (3) embarqué sur l'aéronef,
- afficher sur au moins un dispositif d'affichage (4) du poste de pilotage de l'aéronef, lors d'une manœuvre à proximité d'une porte d'embarquement, des indicateurs de positions des obstacles à partir desdites informations relatives à des obstacles acquises et afficher sur ledit au moins un dispositif d'affichage (4) une vue en élévation en trois dimensions d'un secteur angulaire à proximité de l'aéronef centré sur une zone comprenant au moins un obstacle le plus proche de l'aéronef ou au moins un obstacle présentant le plus de risque de collision avec l'aéronef.
13. Système d'aide à la manœuvre au sol d'un aéronef (1 ) comprenant : au moins un détecteur d'obstacles (3), au moins un dispositif d'affichage (4) et un module de traitement de données (2) selon la revendication 12.
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