WO2021089628A1 - Procédé de guidage d'un véhicule, programme d'ordinateur, module électronique et véhicule associés - Google Patents

Procédé de guidage d'un véhicule, programme d'ordinateur, module électronique et véhicule associés Download PDF

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WO2021089628A1
WO2021089628A1 PCT/EP2020/080973 EP2020080973W WO2021089628A1 WO 2021089628 A1 WO2021089628 A1 WO 2021089628A1 EP 2020080973 W EP2020080973 W EP 2020080973W WO 2021089628 A1 WO2021089628 A1 WO 2021089628A1
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WO
WIPO (PCT)
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electronic
module
vehicle
displacement
transmission
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/080973
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English (en)
Inventor
Michel Roger
Jean-Pierre POITVIN
Original Assignee
Thales
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/003—Flight plan management
    • G08G5/0039—Modification of a flight plan
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0047—Navigation or guidance aids for a single aircraft
    • G08G5/0069—Navigation or guidance aids for a single aircraft specially adapted for an unmanned aircraft

Definitions

  • TITLE Method of guiding a vehicle, computer program, electronic module and associated vehicle
  • the present invention relates to a method of guiding a vehicle capable of moving between two distinct geographical points, the vehicle comprising an electronic automatic piloting module, the guiding method being implemented by an electronic guiding module distinct from the electronic module. autopilot
  • the invention also relates to an associated computer program product.
  • the invention also relates to an electronic module for guiding a vehicle capable of moving between two distinct geographical points, the vehicle comprising an electronic module for automatic piloting, the electronic module for guidance being distinct from the electronic module for automatic piloting.
  • the invention also relates to a vehicle capable of moving between two distinct geographical points, the vehicle comprising an electronic automatic piloting module and comprising such an electronic guidance module.
  • the invention lies in the field of guiding a vehicle on a predetermined reference path.
  • vehicle guidance relies in particular in certain cases on the presence of an electronic automatic piloting module on board the vehicle.
  • vehicle is understood to mean an aircraft, in particular an aerial drone, a land vehicle, a space, maritime or even submarine vehicle.
  • the navigation of such vehicles equipped with an electronic automatic piloting module is generally based on an exchange (ie dialogue) between an electronic vehicle guidance module and the electronic automatic piloting module, but currently there is no solution which makes it possible to manage an electronic automatic piloting module that is silent or faulty and therefore unable to communicate with the electronic guidance module.
  • the aim of the invention is to provide a guidance method making it possible to improve the guidance of the vehicle when the electronic automatic piloting module does not return any information on the guidance modes that it has engaged.
  • the subject of the invention is a method for guiding a vehicle capable of moving between two distinct geographical points, the vehicle comprising an electronic module for automatic piloting, the method for guiding being implemented by an electronic module. guidance distinct from the electronic automatic piloting module, the method comprising the iterative implementation of the following successive steps during the current movement of the vehicle:
  • the guiding method comprises one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination:
  • the management mode engaged by the electronic automatic piloting module is identified among:
  • the vehicle movement parameter belongs to the group comprising at least one parameter among:
  • said at least one setpoint for following a reference path is a three-dimensional displacement setpoint for following a three-dimensional displacement profile associated with the reference path expressed in said three-dimensional space
  • said at least one current displacement parameter of the vehicle and said at least one reference displacement parameter are respectively three-dimensional data
  • the result of said comparison is a three-dimensional deviation value between the current displacement parameter and the reference displacement parameter
  • the identification of the management mode engaged determines that the electronic automatic piloting module is autonomous, and the generation and transmission of monitoring setpoint (s) following comprises, from the current displacement parameter, the determination of a three-dimensional trajectory for joining the three-dimensional displacement profile associated with the reference trajectory and the determination of the associated three-dimensional displacement setpoint,
  • the identification of the management mode engaged determines that the electronic automatic piloting module is controlled by the electronic guidance module, and the generation and the transmission of the following tracking instruction (s) continues the determination and transmission of the three-dimensional displacement instruction for following a three-dimensional displacement profile associated with the reference trajectory;
  • the generation and transmission of the setpoint (s) includes the determination and transmission of a lateral displacement setpoint for following a reference lateral trajectory associated with the reference trajectory,
  • the result of said comparison is a lateral deviation value between the current displacement parameter and the reference displacement parameter
  • the identification of the management mode engaged determines that the electronic automatic piloting module is autonomous and the generation and transmission of the following follow-up instruction (s) comprises, from the current displacement parameter, the determination of a joining trajectory of the reference lateral trajectory and the determination of the associated lateral displacement instruction,
  • the identification of the management mode engaged determines that the electronic automatic piloting module is controlled by the electronic guidance module, and the generation and transmission of the following tracking instruction (s) continues the determination and transmission of the lateral displacement instruction for following the reference lateral trajectory associated with the reference trajectory;
  • the method further comprises the identification, relative to a reference vertical displacement profile associated with the reference path, of a vertical displacement state of the vehicle associated with the following iteration among:
  • the generation and transmission of the setpoint (s) includes the determination of a vertical setpoint for monitoring the reference vertical displacement profile associated with the reference trajectory as a function of the vertical displacement state associated with the following iteration,
  • the result of said comparison is information representative of a vertical difference between the current displacement profile and the reference vertical displacement profile
  • the identification of the management mode engaged determines that the electronic automatic piloting module is autonomous, and the generation and transmission of monitoring setpoint (s) following comprises, from the current displacement parameter, the determination of a joining trajectory of the reference vertical displacement profile associated with the reference trajectory and of the associated vertical setpoint,
  • the identification of the management mode engaged determines that the electronic automatic piloting module is controlled by the electronic guidance module
  • the generation and transmission of the following tracking instruction continues the determination and transmission of the vertical displacement instruction for following the reference vertical displacement profile associated with the trajectory reference,
  • the method further comprises, from a current position of the vehicle, determining the presence or absence of a start of a plateau, and:
  • the generation and transmission of the following follow-up instruction (s) comprises the determination and transmission of a zero slope instruction according to the reference vertical displacement profile associated with the reference trajectory , - In the absence of the start of a plateau, the method further comprises, from a current position of the vehicle, determining the presence or absence of an end of plateau, and:
  • the generation and transmission of the following monitoring instruction (s) includes the determination and transmission of a slope instruction according to the reference vertical displacement profile associated with the reference trajectory,
  • the generation and transmission of the following monitoring instruction (s) comprises the determination and transmission of an altitude holding instruction according to the reference vertical displacement profile associated with the reference trajectory;
  • the generation and transmission of the setpoint (s) includes the determination and transmission of a speed setpoint for monitoring a displacement speed profile associated with the reference path,
  • the identification of the management mode engaged determines that the electronic automatic piloting module is autonomous, and the generation and transmission of the following monitoring setpoint (s) comprises, from the current displacement parameter, the determination of an acceleration or deceleration setpoint converging towards the displacement speed profile associated with the reference path,
  • the identification of the management mode engaged determines that the electronic automatic piloting module is controlled by the electronic guidance module, and the generation and the transmission of the following tracking instruction (s) continues the determination and transmission of the tracking instruction of the displacement speed profile associated with the reference trajectory;
  • the method according to the present invention is implemented in the absence of information sent by the electronic control module to the electronic guidance module.
  • the subject of the invention is also a computer program comprising software instructions which, when they are executed by a computer, implement a validation method as defined above.
  • the subject of the invention is also an electronic module for guiding a vehicle capable of moving between two distinct geographical points, the vehicle comprising an electronic module for automatic piloting, the electronic module for guiding being distinct from the electronic module for automatic piloting, the electronic guidance module comprising at least:
  • a generation and transmission tool configured to generate and transmit at least one instruction for following a reference trajectory to the electronic automatic piloting module
  • a determination tool configured to determine at least one current displacement parameter of the vehicle
  • a comparison tool configured to compare said at least one current displacement parameter of the vehicle with at least one reference displacement parameter of the same type associated with said at least one setpoint
  • an identification tool configured to identify a management mode engaged by the electronic automatic piloting module as a function of a result delivered by said comparison tool, and to transmit the identified management mode engaged at the input of the control tool. generation and transmission.
  • the subject of the invention is also a vehicle capable of moving between two distinct geographical points, the vehicle comprising an electronic automatic piloting module, the vehicle comprising an electronic guidance module according to the present invention.
  • Figure 1 is a schematic representation of an electronic guidance module according to the present invention.
  • FIG. 2 illustrates the trajectory of a vehicle comprising an electronic guidance module, the management mode of which engaged by the electronic automatic piloting module is a management mode in which the electronic automatic piloting module is controlled by the electronic guidance module;
  • Figure 3 illustrates the trajectory of such a vehicle, the management mode engaged by the electronic automatic piloting module is a management mode where the electronic automatic piloting module is autonomous;
  • Figure 4 is a schematic representation of the general steps of the guidance method according to the present invention
  • Figure 5 is a schematic representation of the detailed steps of the guidance method in a lateral plane according to the present invention
  • Figure 6 illustrates, in a lateral plane, the trajectory of such a vehicle whose management mode engaged by the electronic automatic piloting module is a management mode where the electronic automatic piloting module is autonomous according to the present invention
  • Figure 7 is a schematic representation of the detailed steps of the guiding method in a vertical plane according to the present invention.
  • Figure 8 is a schematic representation of the detailed steps of the guiding method in a longitudinal plane according to the present invention.
  • the expression "substantially equal to” denotes a relationship of equality of plus or minus 10%, preferably plus or minus 5%.
  • FIG 1 an electronic device 10 for managing the trajectory of a vehicle is shown.
  • vehicle is understood to mean an aircraft, in particular an aerial drone, a land, sea or even submarine vehicle.
  • Such an electronic trajectory management device 10 is according to a first alternative implemented by at least one computer on board the vehicle further comprising an electronic automatic piloting module. According to a second alternative, the electronic trajectory management device 10 is implemented by at least one computer off the vehicle, in particular for remote guidance of a drone.
  • the electronic trajectory management device 10 corresponds to an electronic flight management system also called FMS (standing for Flight Management System), and configured for manage the flight of the aircraft.
  • FMS standing for Flight Management System
  • the FMS notably determines a geometry of a flight plan profile followed by the aircraft.
  • the trajectory is calculated in four dimensions: three spatial dimensions and a time / speed profile dimension.
  • the FMS is also able to transmit to a pilot, via a first pilot interface, or to the electronic automatic piloting module 11, guidance instructions calculated by the FMS in order to follow the flight profile.
  • a flight management system comprises for example a memory space 12 comprising one or more databases such as the database 14, for example called PERF DB, dedicated to the performance data of the aircraft (comprising in particular the aerodynamic parameters and aircraft engines as well performance margins systematically applied to guarantee safety margins on the descent and approach phases), and the database 16, for example called NAV DB, dedicated to air navigation data, such as geographical points, beacons, air routes, departure procedures, arrival procedures, altitude, speed or slope constraints.
  • the database 14 for example called PERF DB
  • the database 16 for example called NAV DB
  • air navigation data such as geographical points, beacons, air routes, departure procedures, arrival procedures, altitude, speed or slope constraints.
  • the FMS 10 is suitable for being connected to means for creating / modifying a flight plan by the crew of the aircraft through one or more man-machine interfaces 17, for example MCDU (standing for Multifunctional Control and Display Unit), KCCU (from English Keyboard and Cursor Control Unit), FMD (from English Flight Management Displa ⁇ ), ND (from English Navigation Displa ⁇ ), or VD (from English Vertical Display).
  • MCDU standing for Multifunctional Control and Display Unit
  • KCCU from English Keyboard and Cursor Control Unit
  • FMD from English Flight Management Displa ⁇
  • ND from English Navigation Displa ⁇
  • VD from English Vertical Display
  • the FMS 10 also generally comprises an electronic flight plan management tool 18, for example named FPLN (standing for Flight Plan), in particular allowing management of different geographical elements making up a skeleton of a route to be followed by the aircraft.
  • aircraft comprising: a departure airport, waypoints, air routes to follow (Airways), an arrival airport.
  • the FPLN 18 tool also allows the management of different procedures forming part of a flight plan such as: a departure procedure, an arrival procedure, one or more holding procedures and allows in particular the creation, modification, deletion of a primary or secondary flight plan.
  • the flight plan and its various information related in particular to the corresponding trajectory calculated by the FMS are suitable for being displayed for consultation by the crew via the aforementioned man-machine interfaces 17.
  • the VD man-machine interface notably displays a vertical flight profile.
  • the electronic flight plan management tool 18 FPLN uses data stored in the databases 14 and 16 to construct a flight plan and the associated trajectory.
  • the FMS 10 also generally comprises an electronic tool 20 for calculating the lateral trajectory associated with the flight plan defined by the electronic flight plan management tool 18.
  • the electronic tool for calculating the lateral trajectory 20 notably constructs a Continuous trajectory from the points of an initial flight plan while respecting the performance of the aircraft provided by the database 14.
  • the initial flight plan is suitable for being an active, temporary, secondary flight plan.
  • the continuous trajectory is suitable for being presented to the pilot by means of one of the aforementioned man-machine interfaces 17.
  • the FMS 10 also generally comprises an electronic trajectory prediction tool 22, for example named PRED, in particular suitable for constructing an optimized vertical profile from the lateral trajectory of the aircraft, supplied by the electronic trajectory calculation tool.
  • lateral 20 uses the data from the database 14 dedicated to the performance data of the aircraft.
  • the vertical profile is suitable for being presented to the pilot by means for example of a man-machine interface 17 of the VD type.
  • the FMS 10 also generally comprises an electronic localization tool 24, for example named LOCNAV suitable for carrying out in particular an optimized geographical localization, in real time, of the aircraft as a function of the geolocation means of a set of on-board sensors 25 at on board the aircraft such as a satellite positioning system such as GALILEO, or GPS, VHF radio beacons, one or more inertial units, etc.
  • LOCNAV electronic localization tool 24
  • LOCNAV suitable for carrying out in particular an optimized geographical localization, in real time, of the aircraft as a function of the geolocation means of a set of on-board sensors 25 at on board the aircraft
  • a satellite positioning system such as GALILEO, or GPS, VHF radio beacons, one or more inertial units, etc.
  • the FMS 10 also generally comprises a data link 26, for example named DATA LINK (from the Anglo-Saxon name data link) making it possible to exchange data with other aircraft or operators on the ground, for example to transmit a predicted trajectory of the aircraft, or receive constraints on the trajectory, for example the predicted position of other aircraft or altitude constraints.
  • DATA LINK from the Anglo-Saxon name data link
  • the 3D three-dimensional trajectory of the vehicle is calculated according to the geometry between the waypoints (commonly called LEG), the performance of the aircraft and the constraints of the flight plan (altitude, speed, time, slope),
  • the FMS 10 of the aircraft establishes a 3D position.
  • the FMS of the aircraft develops guidance instructions on each of the lateral, vertical and longitudinal axes which ensure the automatic tracking of the vehicle trajectory with the appropriate spacings.
  • the FMS 10 further comprises an electronic guidance module 30 according to the present invention, suitable in particular for providing the electronic automatic piloting module 11 or one of the man-machine interfaces 17, with appropriate commands making it possible to guide the aircraft in geographical planes.
  • lateral and vertical (altitude and speed) according to a two-dimensional approach by plane, or making it possible to guide the aircraft according to a vector approach in a three-dimensional space, so that said aircraft follows the trajectory provided in the initial flight plan.
  • the electronic guidance module 30 is suitable for guiding an electronic automatic piloting module 11 that is silent or faulty and therefore incapable of exchanging with the electronic guidance module 30, which is not conventional and includes to do this at least:
  • a generation and transmission tool 32 configured to generate and transmit at least one instruction for following a reference trajectory to the electronic automatic piloting module 11,
  • a determination tool 33 configured to determine at least one current movement parameter of the vehicle
  • a comparison tool 34 configured to compare said at least one current displacement parameter of the vehicle with at least one reference displacement parameter of the same type associated with said at least one setpoint
  • an identification tool 35 configured to identify a management mode engaged by the electronic automatic piloting module 11 as a function of a result delivered by said comparison tool 34, and to transmit the identified management mode engaged at the input of the generation and transmission tool 32.
  • such an electronic guidance module 30 is on board within the FMS itself on board the aircraft.
  • the vehicle displacement parameter belongs to the group comprising at least one parameter among:
  • the electronic guidance module 30 is unloaded from the vehicle (s) that it is suitable for guiding, such a vehicle corresponding to an aircraft, in particular an aerial drone, a land or sea vehicle or even under - maritime.
  • the electronic guidance module 30 comprises an information processing unit 36 formed, for example, of a memory 38 and of a processor 40 associated with the memory 38.
  • the generation and transmission tool 32, the determination tool 33, the comparison tool 34, the identification tool 35, of the electronic guidance module 30, are produced. each in the form of software, or of a software brick, executable by the processor 40.
  • the memory 38 of the electronic guidance module 30 is then able to store a generation and transmission software, a determination software, a software comparison and identification software.
  • the processor 40 is then able to execute each of the software among the generation and transmission software, the determination software, the comparison software and the identification software.
  • the electronic guidance module 30 When the electronic guidance module 30 is produced in the form of one or more software, that is to say in the form of a computer program, it is also able to be recorded on a medium, not shown, computer readable.
  • the computer readable medium is, for example, a medium capable of storing electronic instructions and of being coupled to a bus of a computer system.
  • the readable medium is an optical disc, a magneto-optical disc, a ROM memory, a RAM memory, any type of non-volatile memory (for example EPROM, EEPROM, FLASH, NVRAM), a magnetic card or an optical card.
  • a computer program including software instructions is then stored on the readable medium.
  • the electronic trajectory management device 10 comprises a general information processing unit formed, for example, of a general memory and of a general processor associated with the general memory.
  • the electronic guidance module 30 is on board the vehicle and integrated within the electronic trajectory management device 10 corresponding for example to an FMS then the electronic flight plan management tool 18, the tool electronic 20 for calculating the lateral trajectory associated with the flight plan, the electronic trajectory prediction tool 22, the electronic localization tool 24, the electronic guidance module 30 and the electronic tools that it comprises, namely the generation and transmission tool 32, the determination tool 33, the comparison tool 34, the identification tool 35, are each produced in the form of software or a brick software, executable by the general processor, not shown.
  • the general memory (not shown) of the electronic trajectory management device 10 is then able to store flight plan management software, software for calculating the lateral trajectory associated with the flight plan, trajectory prediction software, software location, guidance software comprising a generation and transmission software element, a determination software element, a comparison software element and an identification software element.
  • the general processor is then able to execute each of the software from among the flight plan management software, the software for calculating the lateral trajectory associated with the flight plan, the trajectory prediction software, the location software, the flight software.
  • guidance comprising a generation and transmission software element, a determination software element, a comparison software element and an identification software element.
  • the databases 14 and 16 of the set of databases 12 are databases internal to the electronic trajectory management device 10, they are typically able to be stored in the general memory. of the electronic trajectory management device 10.
  • the generation and transmission tool 32, the determination tool 33, the comparison tool 34, the tool 35 for identifying the electronic guidance module 30 according to the invention are each produced under in the form of a programmable logic component, such as an FPGA (standing for Field Programmable Gâte Array, or in the form of a dedicated integrated circuit, such as an ASIC (standing for Application Specifies Integrated Circuit)).
  • a programmable logic component such as an FPGA (standing for Field Programmable Gâte Array, or in the form of a dedicated integrated circuit, such as an ASIC (standing for Application Specifies Integrated Circuit)).
  • the tool 35 for identifying the electronic module in the presence of an electronic automatic piloting module that is silent or faulty and therefore unable to exchange with the electronic guidance module, which is not conventional, the tool 35 for identifying the electronic module.
  • guidance 30 identifies that the management mode engaged by the electronic automatic piloting module is identified among:
  • FIG. 2 illustrates a vertical flight profile 42 comprising waypoints 44 (from English Waypoints). Such a profile has an altitude constraint 46 imposing an altitude plateau in the vertical flight profile 42.
  • the electronic automatic piloting module 11 When the management mode engaged by the electronic automatic piloting module 11 is a management mode controlled by the electronic guidance module 30, the electronic automatic piloting module 11 is able to follow the instructions of the electronic guidance module 30.
  • the electronic guidance module 30 is able to transmit a guidance instruction requiring the implementation of an ascent. of the vehicle controlled by the electronic automatic piloting module 11.
  • the electronic guidance module 30 is able to transmit a guidance instruction indicating the altitude constraint 46 to be observed in order to follow the vertical flight profile 42.
  • aircraft A captures the altitude associated with the altitude constraint well. While the mode 57 corresponding to an altitude hold is engaged within the electronic automatic piloting module 11, to allow the aircraft to resume the ascent, at point 58 the electronic guidance module 30 is suitable for arming the climb mode according to autonomously, and to check in particular at point 60 the sequencing of the waypoints 44 associated with the altitude level to be maintained. Once past the last waypoint 44 of the waypoint sequencing associated with the altitude plateau to be maintained, at point 62 the electronic guidance module 30 is able to transmit again a guidance instruction requiring the implementation of an ascent of the vehicle controlled by the electronic automatic piloting module 11. Following this last instruction, at point 64 the aircraft A then climbs according to the vertical flight profile 42, the mode 52 corresponding to an ascent is therefore again engaged at within the electronic automatic piloting module 11.
  • FIG. 3 illustrates a management mode where the electronic automatic piloting module 11 is autonomous, in other words does not follow the instructions of the electronic guidance module 30. Consequently, instead of following the vertical flight profile 42, the aircraft A in this management mode where the electronic automatic piloting module 11 is autonomous follows a different trajectory 66, of continuous ascent without any altitude reduction to be maintained.
  • the electronic guidance module 30 is able to transmit a guidance instruction requiring the implementation of 'an ascent of the vehicle controlled by the electronic automatic piloting module 11.
  • the mode 52 corresponding to an ascent is therefore well engaged within the electronic automatic piloting module 11, and the trajectory 66 followed by the aircraft A is substantially identical vertical flight profile 42.
  • the electronic guidance module 30 is able to transmit a guidance instruction indicating the altitude constraint to be observed in order to follow the altitude level of the vertical flight profile 42.
  • the electronic guidance module 30, thinking that it controls the electronic automatic piloting module 11, is suitable for arming the following climb mode autonomously.
  • the electronic guidance module 30 notes that the altitude constraint associated with the vertical flight profile 42 is not respected. In fact, at point 78, the aircraft continues its departure ascent without implementing an altitude stop.
  • the electronic automatic piloting module 11 does not capture the altitude constraint transmitted by the electronic guidance module 30 at point 72 and continues its ascent autonomously.
  • the electronic guidance module 30 is then able to cancel its hypothesis according to which the electronic automatic piloting module 11 was in controlled management mode and therefore suitable for following the vertical flight profile 42 comprising an altitude plateau. , and at point 80 is able to reactivate for its part the ascent mode 52 by again transmitting to point 82 an ascent setpoint consistent with the current ascent implemented by the electronic automatic piloting module 11 in autonomous mode. At point 84, the aircraft A whose electronic automatic pilot module 11 is in autonomous management mode continues its ascent.
  • the method 86 comprises in particular the iterative implementation I of the following successive general steps.
  • the vehicle displacement parameter belongs to the group comprising at least one parameter among:
  • the management mode engaged is identified from among a mode where the electronic automatic piloting module is controlled illustrated by FIG. 2 and a mode where the electronic automatic piloting module is autonomous illustrated by FIG. 3.
  • the method 86 comprises a preliminary optional phase, the preliminary optional phase comprising a first preliminary step of request by the electronic guidance module 30 to the electronic automatic piloting module 11 of the armament. a navigation / guidance mode associated with the current navigation and with a predetermined trajectory such as the vertical flight profile 42 previously described in relation to FIGS. 2 and 3.
  • a preliminary request step is followed by a waiting step, not shown during a predetermined period of a response sent by the electronic automatic piloting module 11 to the electronic guidance module 30. Once the period has expired, the waiting step is then followed by a non-triggering step. shown of the method 86 according to the present invention.
  • this optional variant allows triggering of the method 86 according to the present invention only in the presence of an automatic pilot electronic module 11 silent or faulty and therefore incapable of communicating with the electronic guidance module, which is not possible. classically not the case or not expected.
  • Such an optional variant allows in particular an implementation within existing vehicle guidance systems to manage the absence of exchanges between the electronic automatic piloting module 11 and the electronic guidance module 30 conventionally implemented.
  • the electronic automatic piloting module 11 is silent (i.e. silent) as soon as it is integrated into a vehicle and the method 86 according to the present invention is systematically implemented.
  • the presence of a silent electronic automatic piloting module 11 amounts to the fact that the electronic guidance module 30 does not receive any information from the electronic automatic piloting module 11, which is not conventional. , and implies firstly that the electronic guidance module 30 never knows when the electronic automatic piloting module 11 is going to listen to it (ie obey its instructions) and secondly that the electronic guidance module 30 does not know either. the current mode implemented by the electronic automatic piloting module 11.
  • the method 86 firstly requires the electronic guidance module 30 to permanently consider that the electronic automatic piloting module 11 is controlled (ie managed) by the electronic guidance module 30, and this on one, several or all of the devices. lateral, vertical and longitudinal axes (speed) of the trajectory of the vehicle, in particular in this example an aircraft A which makes it possible, through step 87 of generation and transmission, to provide permanently available instructions to the electronic piloting module automatic 11 "mute".
  • the present invention requires the electronic guidance module 30 to use the current airplane vector (position, altitude, speed, etc.) determined during the determination step 88, to identify by virtue of the comparison steps 89 and d identification 90 the current mode of the “mute” automatic pilot electronic module 11 and allow the calculation of predictions to take the correct hypotheses using the current identified management mode engaged.
  • FIG. 5 is a schematic representation of the detailed steps of the method 92 of guiding in a lateral plane according to the present invention.
  • the general step of generating and transmitting the instruction (s) 87 comprises determining and transmitting a lateral displacement instruction for following a reference lateral trajectory associated with the reference trajectory .
  • step 94 the general step 88 of determining amounts to acquiring the data of lateral distance, angular deviation, heading, speed, etc. obtained from the sensor assembly 25 with respect to the reference lateral trajectory which makes it possible to calculate an adequate roll order.
  • step 96 corresponding to the general comparison step 89, the result of said comparison is a lateral deviation value between the current displacement parameter and the reference displacement parameter.
  • the electronic guidance module 30 determines whether or not the current lateral navigation mode engaged by the electronic automatic piloting module 11 corresponds to the reference lateral navigation mode.
  • the identification 90 of the management mode engaged determines that the electronic automatic piloting module is autonomous and the step 87 of generation and transmission of the following follow-up instruction (s) comprises, from the current displacement parameter, the determination of a joining trajectory of the reference lateral trajectory and the determination of the associated lateral displacement instruction. More precisely, following the identification of the autonomous engaged management mode corresponding to the NO of step 96 of FIG.
  • the method 92 according to the invention in the lateral plane checks during step 98 whether such a trajectory of rejoining is already defined and in memory or not. If not (NO), during step 100, the electronic guidance module 30 informs the electronic tool 20 for calculating the lateral trajectory of the autonomous management mode of the electronic automatic piloting module 11 “mute” and of the navigation mode engaged by the latter that the electronic guidance module 30 is able to deduce in view of the current displacement parameters of the vehicle, in other words from the current behavior of the vehicle.
  • the joining trajectory is then calculated by the electronic tool 20 for calculating the lateral trajectory during step 102, in particular by using a joining trajectory calculation method as described in documents FR 3,031,175, or else FR 3,051,057, or else FR 2 945 622.
  • the lateral displacement instruction associated with this joining trajectory is implemented, either after the determination of this trajectory during step 102, or directly when the result of step 98 is positive (YES).
  • the identification 90 of the management mode engaged determines that the electronic automatic piloting module is controlled by the electronic guidance module, and the generation and transmission of the following follow-up instruction (s) continues step 106 of determination and transmission of the instruction. of lateral movement for following the reference lateral trajectory associated with the reference trajectory, the instruction corresponding in particular to an adequate roll order.
  • FIG. 6 illustrates, in a lateral plane, the trajectory of a vehicle, for example aircraft A, of which the management mode engaged by the electronic automatic piloting module 11 is a management mode where the electronic automatic piloting module 11 is autonomous (ie does not follow the instructions of the electronic guidance module 30).
  • the electronic guidance module 30 determines the lateral deviation, the heading and the horizontal speed of the aircraft A according to step 108 then during step 110 obtains, via the electronic tool 20 for calculating the lateral trajectory, the trajectory to reach the reference lateral trajectory 42.
  • FIG. 7 is a schematic representation of the detailed steps of the method 112 for guiding in a vertical plane according to the present invention.
  • the method 112 further comprises identifying, with respect to a reference vertical displacement profile associated with the reference trajectory, such as the vertical flight profile 42 of Figures 2 and 3, d 'a state of vertical displacement of the vehicle associated with the following iteration among:
  • the general determination step 88 amounts to acquiring the deviation data with respect to the vertical flight profile 42 known to the electronic guidance module 30, of slope, vertical speed, etc. obtained from the sensor assembly 25 with respect to the vertical reference path.
  • the result of said comparison is information representative of a vertical deviation of the vertical flight profile between the current displacement profile and the vertical displacement profile. reference.
  • the electronic guidance module 30 determines whether or not the current vertical navigation mode engaged by the electronic automatic piloting module 11 corresponds to the reference vertical navigation mode.
  • the identification 90 of the management mode engaged determines that the electronic automatic piloting module 11 is autonomous and the step 87 for the generation and transmission of the following monitoring setpoint (s) comprises, from the current displacement parameter, the determination of a joining trajectory of the reference vertical displacement profile associated with the reference trajectory and the determination of the associated vertical setpoint. More precisely, following the identification of the autonomous engaged management mode corresponding to the NO of step 116 of FIG. 7, the method 112 according to the invention in the vertical plane checks during step 118 whether such a trajectory of vertical joining is already defined and in memory or not.
  • the electronic guidance module 30 informs the electronic tool 22 for trajectory prediction suitable for constructing an optimized vertical profile from the lateral trajectory of the aircraft, of the autonomous management mode of the “mute” electronic automatic piloting module 11 and of the navigation mode engaged by the latter that the electronic guidance module 30 is able to deduce in view of the current displacement parameters of the vehicle, in other words from the current behavior of the vehicle.
  • the vertical joining trajectory is then calculated by the tool during step 122, in particular using a joining trajectory calculation method as described in documents FR 3,031,175, or else FR 3,051,057, or again FR 2 945622.
  • the vertical displacement setpoint associated with this joining trajectory is implemented, either after the determination of this trajectory during step 102, or directly when the result of step 118 is positive (YES).
  • the identification of the management mode engaged determines that the electronic automatic piloting module is controlled. by the electronic guidance module.
  • a step 126 of identification, with respect to the reference vertical displacement profile associated with the reference trajectory, such as the vertical flight profile 42 of the FIGS. 2 and 3, of a state of vertical displacement of the vehicle associated with the following iteration among: a state of vertical displacement on an altitude plateau, and a state of vertical displacement on a slope is then implemented.
  • step 126 If the vertical displacement state is sloping corresponding to the NO of step 126, the generation and transmission of the following tracking setpoint (s) continues with the determination 134 and the transmission of the vertical displacement setpoint for following the profile of vertical reference displacement associated with the reference path.
  • the method 112 further comprises, from a current position of the vehicle, the determination 128 of the presence or absence of '' a beginning of the plateau, and:
  • the generation and transmission of the following monitoring setpoint (s) comprises the determination and transmission 129 of a zero slope setpoint according to the profile of vertical reference displacement associated with the reference trajectory and arms the upcoming climb / descent mode in accordance with vertical flight profile 42,
  • the method further comprises, from a current position of the vehicle, the determination 130 of the presence or absence of an end of bearing, and:
  • the generation and transmission of the following monitoring instruction (s) comprises the determination and transmission 132 of a slope instruction according to the reference vertical displacement profile associated with the reference trajectory corresponding to the engagement of the previously armed ascent / descent mode in accordance with the vertical flight profile 42,
  • the generation and transmission of the following monitoring instruction (s) comprises the determination and transmission 134 of an altitude hold instruction according to the vertical displacement profile reference associated with the reference trajectory.
  • the electronic guidance module 30 when the electronic guidance module 30 detects an upcoming plateau in order to comply with an altitude constraint, the electronic guidance module 30 is according to the present invention capable of simulating what a conventional electronic automatic piloting module 11 (ie. not mute) provides in principle, that is to say from a certain altitude, consider that the electronic automatic pilot module 11 “mute” will capture this altitude.
  • a conventional electronic automatic piloting module 11 ie. not mute
  • the electronic guidance module 30 deduces from this that the “mute” automatic pilot electronic module 11 is not in controlled (ie managed) mode in the vertical plane. Then as indicated in relation to FIG. 3, the electronic guidance module 30 is able to cancel its altitude capture scenario and resumes the climb instructions until the next altitude constraint.
  • the electronic guidance module 30 assumes that the electronic automatic piloting module 11 “mute” listens to it and considers that an altitude hold mode ALT (or landing) is engaged and arms vertical mode (CLIMB armed up or DES armed down). A plateau is associated with an altitude constraint on a waypoint 44. When the vehicle corresponding for example to an aircraft A has passed this waypoint 44, the constraint is terminated. The vehicle corresponding for example to an aircraft A can resume the ascent (ascent) or descent and the electronic guidance module 30 engages the appropriate ascent (or descent) mode and provides the associated instructions.
  • the behavior of the electronic guidance module 30 remains the same, namely the permanent generation of setpoint (s) to follow the reference path in the vertical plane, in the first case where the vehicle corresponding for example to a aircraft A leaves the landing and begins to climb / descend and the “mute” electronic automatic pilot module 11 listens to the electronic guidance module 30, or in the second case where the aircraft A does not leave the landing, the holding of The altitude considers an instruction of the electronic automatic piloting module 11 “mute” and not that of the electronic guidance module 30.
  • the non-capture of the levels allows the electronic guidance module 30 to know that the electronic automatic piloting module 11 is not following the managed mode (ie is not in the managed management mode. ). In this case, the electronic guidance module 30 needs to know which vertical navigation mode is engaged in the electronic automatic piloting module 11.
  • the electronic guidance module 30 is suitable for analyzing the current parameters of the vehicle which are, for example, the vertical speed, the slope, the thrust, the horizontal speed.
  • the electronic guidance module 30 will assume that the electronic automatic piloting module 11 is in level change mode (from the English Level Change) with a fixed thrust and speed, and a slope varying to keep the speed). If the vertical speed of the vehicle is constant and other than zero, then the electronic automatic piloting module 11 is in V / S mode (standing for Vertical Speed)
  • the electronic automatic piloting module 11 is in FPA (English Flight Path Angle) mode, in other words guiding on a constant slope.
  • the electronic automatic piloting module 11 is in ALT (level) mode.
  • FIG. 8 is a schematic representation of the detailed steps of the method 136 for guiding in a longitudinal plane according to the present invention.
  • the general determination step 88 amounts to acquiring the engine speed and thrust data obtained from the sensor assembly 25.
  • step 140 corresponding to the general comparison step 89, the result of said comparison is a speed difference value between the current displacement parameter and the reference displacement parameter.
  • the electronic guidance module 30 determines whether or not the current longitudinal navigation mode engaged by the electronic automatic piloting module 11 corresponds to the reference longitudinal navigation mode.
  • the identification of the management mode engaged determines that the electronic piloting module automatic is autonomous (ie not listening to the instructions of the electronic guidance module 30), and during step 142, the electronic guidance module 30 informs the electronic tool 20 for calculating the lateral trajectory of the management mode autonomous of the "mute" automatic piloting electronic module 11 and of the navigation mode engaged by the latter that the electronic guidance module 30 is able to deduce in view of the current displacement parameters of the vehicle, in other words from the current behavior of the vehicle. vehicle.
  • the generation and transmission of the following monitoring setpoint (s) comprises, from the current displacement parameter, the determination 144 of an acceleration or deceleration setpoint converging towards the displacement speed profile associated with the reference path.
  • method 86 according to the present invention is only implemented. works in one of the three lateral, vertical or longitudinal planes with respect to its current displacement or in a combination of two of these planes or else according to all the lateral, vertical and longitudinal axes of displacement.
  • a vector approach in a three-dimensional 3D space is applied for the implementation of the method 86 according to the present invention.
  • the generation and transmission 87 of the setpoint (s) comprises the determination and transmission of a 3D vector displacement setpoint for following a 3D reference path.
  • the setpoint for following a reference trajectory is a three-dimensional displacement instruction for following a three-dimensional displacement profile associated with the reference trajectory expressed in three-dimensional space, and said at at least one current displacement parameter of the vehicle and said at least one reference displacement parameter are respectively also three-dimensional data.
  • K a constant predetermined or a specific predetermined parameter of the dynamics of the vehicle
  • Dn the speed difference (in ground or air reference depending on the implementation) and g being the acceleration of gravity.
  • the identification 90 of the management mode engaged determines that the electronic automatic piloting module is autonomous and the generation and transmission of the following follow-up instruction (s) comprises, from the current displacement parameter, the determination of a 3D joining trajectory of the 3D reference trajectory and determining the associated 3D displacement setpoint.
  • the identification of the management mode engaged determines that the electronic automatic piloting module is controlled by the electronic guidance module, and the generation and the Transmission of the following tracking instruction (s) continues the determination and transmission of the 3D displacement instruction for following the 3D reference trajectory.
  • the electronic guidance module 30 is able to deduce the navigation mode engaged by the electronic automatic piloting module 11 in particular “mute” from the current displacement parameters of the vehicle and to calculate continuously. setpoints associated with the modes of management, controlled or autonomous, of the electronic automatic piloting module 11 on one, several or all of the axes of movement of the vehicle.
  • the guidance method proposed according to the present invention is an artificial intelligence method since the electronic guidance module 30 is able to deduce from the current behavior of the vehicle the guidance mode being followed to follow and the behavior in terms of navigation modes that it would have vis-à-vis the electronic guidance module 30, which makes it possible to maintain the guidance capacity of the electronic guidance module 30 along a current trajectory and this even when confronted with a module electronic automatic piloting 11 "mute".

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Abstract

L'invention concerne un procédé (86) de guidage d'un véhicule comprenant un module de pilotage automatique, le procédé de guidage étant mis en œuvre par un module de guidage distinct du module de pilotage automatique, le procédé comprenant la mise en œuvre itérative des étapes successives suivantes durant un déplacement courant du véhicule : - la génération et transmission (87) d'au moins une consigne de suivi d'une trajectoire de référence, - la détermination (88) d'au moins un paramètre de déplacement courant du véhicule, - la comparaison (89) dudit au moins un paramètre de déplacement courant à au moins un paramètre de déplacement de référence de même type associé à ladite au moins une consigne, - l'identification (90) d'un mode de gestion engagé par le module de pilotage automatique en fonction d'un résultat de ladite comparaison, le mode de gestion engagé étant réutilisé pour l'étape de génération et de transmission suivante.

Description

TITRE : Procédé de guidage d’un véhicule, programme d’ordinateur, module électronique et véhicule associés
La présente invention concerne un procédé de guidage d’un véhicule propre à se déplacer entre deux points géographiques distincts, le véhicule comprenant un module électronique de pilotage automatique, le procédé de guidage étant mis en oeuvre par un module électronique de guidage distinct du module électronique de pilotage automatique
L’invention concerne également un produit programme d’ordinateur associé.
L’invention concerne également un module électronique de guidage d’un véhicule propre à se déplacer entre deux points géographiques distincts, le véhicule comprenant un module électronique de pilotage automatique, le module électronique de guidage étant distinct du module électronique de pilotage automatique.
L’invention concerne également un véhicule propre à se déplacer entre deux points géographiques distincts, le véhicule comprenant un module électronique de pilotage automatique et comprenant un tel module électronique de guidage.
Plus particulièrement, l’invention se situe dans le domaine du guidage de véhicule sur une trajectoire de référence prédéterminée. Un tel guidage de véhicule s’appuie notamment dans certains cas sur la présence d’un module électronique de pilotage automatique embarqué à bord du véhicule.
Par la suite, par « véhicule » on entend un aéronef, notamment un drone aérien, un véhicule terrestre, un véhicule spatial, maritime ou encore sous-maritime.
La navigation de tels véhicules munis d’un module électronique de pilotage automatique est généralement basée sur un échange (i.e. dialogue) entre un module électronique de guidage du véhicule et le module électronique de pilotage automatique, mais actuellement il n’existe pas de solution qui permette de gérer un module électronique de pilotage automatique silencieux ou défaillant et par conséquent incapable d’échanger avec le module électronique de guidage.
Le but de l’invention est de proposer un procédé de guidage permettant d’améliorer le guidage du véhicule lorsque le module électronique de pilotage automatique ne renvoie aucune information sur les modes de guidage qu’il a engagé. A cet effet, l’invention a pour objet un procédé de guidage d’un véhicule propre à se déplacer entre deux points géographiques distincts, le véhicule comprenant un module électronique de pilotage automatique, le procédé de guidage étant mis en oeuvre par un module électronique de guidage distinct du module électronique de pilotage automatique, le procédé comprenant la mise en oeuvre itérative des étapes successives suivantes durant le déplacement courant du véhicule :
- la génération et la transmission d’au moins une consigne de suivi d’une trajectoire de référence au module électronique de pilotage automatique,
- la détermination d’au moins un paramètre de déplacement courant du véhicule,
- la comparaison dudit au moins un paramètre de déplacement courant du véhicule à au moins un paramètre de déplacement de référence de même type associé à ladite au moins une consigne,
- l’identification d’un mode de gestion engagé par le module électronique de pilotage automatique en fonction d’un résultat de ladite comparaison, le mode de gestion engagé étant réutilisé pour l’étape de génération et de transmission suivante.
Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le procédé de guidage comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- le mode de gestion engagé par le module électronique de pilotage automatique est identifié parmi :
- un mode de gestion où le module électronique de pilotage automatique est contrôlé par le module électronique de guidage ;
- un mode de gestion où le module électronique de pilotage automatique est autonome ;
- le paramètre de déplacement du véhicule appartient au groupe comprenant au moins un paramètre parmi :
- un cap,
- une trace,
- une route,
- une altitude du véhicule,
- une pente
- une vitesse verticale de déplacement du véhicule,
- une vitesse horizontale de déplacement du véhicule,
- une poussée,
- un vecteur tridimensionnel ;
- dans lequel pour le guidage du véhicule dans un espace tridimensionnel par rapport à son déplacement courant : - ladite au moins une consigne de suivi d’une trajectoire de référence est une consigne de déplacement tridimensionnel de suivi d’un profil tridimensionnel de déplacement associé à la trajectoire de référence exprimée dans ledit espace tridimensionnel,
- ledit au moins un paramètre de déplacement courant du véhicule et ledit au moins un paramètre de déplacement de référence sont respectivement des données tridimensionnelles,
- le résultat de ladite comparaison est une valeur d’écart tridimensionnel entre le paramètre de déplacement courant et le paramètre de déplacement de référence,
- en présence d’un écart tridimensionnel supérieure à un seuil d’écart tridimensionnel prédéterminé, l’identification du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique est autonome, et la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante comprend, à partir du paramètre de déplacement courant, la détermination d’une trajectoire tridimensionnelle de rejointe du profil tridimensionnel de déplacement associé à la trajectoire de référence et la détermination de la consigne de déplacement tridimensionnel associé,
- en l’absence d’un écart tridimensionnel supérieure à un seuil d’écart tridimensionnel prédéterminé, l’identification du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique est contrôlé par le module électronique de guidage, et la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante poursuit la détermination et la transmission de la consigne de déplacement tridimensionnel de suivi d’un profil tridimensionnel de déplacement associé à la trajectoire de référence ;
- pour le guidage du véhicule dans un plan latéral par rapport à son déplacement courant :
- la génération et la transmission de consigne(s) comprend la détermination et la transmission d’une consigne de déplacement latéral de suivi d’une trajectoire latérale de référence associée à la trajectoire de référence,
- le résultat de ladite comparaison est une valeur d’écart latéral entre le paramètre de déplacement courant et le paramètre de déplacement de référence,
- en présence d’un écart latéral supérieur à un seuil d’écart latéral prédéterminé, l’identification du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique est autonome et la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante comprend, à partir du paramètre de déplacement courant, la détermination d’une trajectoire de rejointe de la trajectoire latérale de référence et la détermination de la consigne de déplacement latéral associée,
- en l’absence d’un écart latéral supérieur à un seuil d’écart latéral prédéterminé, l’identification du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique est contrôlé par le module électronique de guidage, et la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante poursuit la détermination et la transmission de la consigne de déplacement latéral de suivi de la trajectoire latérale de référence associée à la trajectoire de référence ;
- pour le guidage du véhicule dans un plan vertical par rapport à son déplacement courant le procédé comprend en outre l’identification, par rapport à un profil de déplacement vertical de référence associé à la trajectoire de référence, d’un état de déplacement vertical du véhicule associé à l’itération suivante parmi :
- un état de déplacement vertical sur un palier d’altitude, et
- un état de déplacement vertical en pente ;
- la génération et la transmission de consigne(s) comprend la détermination d’une consigne verticale de suivi du profil de déplacement vertical de référence associé à la trajectoire de référence en fonction de l’état de déplacement vertical associé à l’itération suivante,
- le résultat de ladite comparaison est une information représentative d’un écart vertical entre le profil de déplacement courant et le profil de déplacement vertical de référence,
- en présence d’un écart vertical supérieur à un seuil d’écart vertical prédéterminé, l’identification du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique est autonome, et la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante comprend, à partir du paramètre de déplacement courant, la détermination d’une trajectoire de rejointe du profil de déplacement vertical de référence associé à la trajectoire de référence et de la consigne verticale associée,
- en l’absence d’un écart vertical supérieur à un seuil d’écart vertical prédéterminé, l’identification du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique est contrôlé par le module électronique de guidage, et
- si l’état de déplacement vertical est en pente, la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante poursuit la détermination et la transmission de la consigne de déplacement vertical de suivi du profil de déplacement vertical de référence associé à la trajectoire de référence,
- si l’état de déplacement vertical est un palier d’altitude, le procédé comprend en outre à partir d’une position courante du véhicule, la détermination de la présence ou de l’absence d’un début de palier, et :
- en présence d’un début de palier, la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante comprend la détermination et la transmission d’une consigne de pente nulle suivant le profil de déplacement vertical de référence associé à la trajectoire de référence, - en l’absence de début de palier, le procédé comprend en outre, à partir d’une position courante du véhicule la détermination de la présence ou de l’absence d’une fin de palier, et :
- en présence d’une fin de palier, la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante comprend la détermination et la transmission d’une consigne de pente suivant le profil de déplacement vertical de référence associé à la trajectoire de référence,
- en l’absence d’une fin de palier, la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante comprend la détermination et la transmission d’une consigne de tenue d’altitude suivant le profil de déplacement vertical de référence associé à la trajectoire de référence ;
- pour le guidage du véhicule dans un plan longitudinal par rapport à son déplacement courant :
- la génération et la transmission de consigne(s) comprend la détermination et la transmission d’une consigne de vitesse de suivi d’un profil de vitesse de déplacement associé à la trajectoire de référence,
- le résultat de ladite comparaison est une valeur d’écart de vitesse entre le paramètre de déplacement courant et le paramètre de déplacement de référence,
- en présence d’un écart de vitesse supérieur à un seuil de vitesse prédéterminé, l’identification du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique est autonome, et la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante comprend, à partir du paramètre de déplacement courant, la détermination d’une consigne d’accélération ou de décélération convergeant vers profil de vitesse de déplacement associé à la trajectoire de référence,
- en l’absence d’un écart de vitesse supérieur à un seuil d’écart de vitesse prédéterminé, l’identification du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique est contrôlé par le module électronique de guidage, et la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante poursuit la détermination et la transmission de la consigne de suivi du profil de vitesse de déplacement associé à la trajectoire de référence ;
- le procédé selon la présente invention est mis en oeuvre en l’absence d’information émise par le module électronique de pilotage à destination du module électronique de guidage.
L’invention a également pour objet un programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en oeuvre un procédé de validation tel que défini ci-dessus. L’invention a également pour objet un module électronique de guidage d’un véhicule propre à se déplacer entre deux points géographiques distincts, le véhicule comprenant un module électronique de pilotage automatique, le module électronique de guidage étant distinct du module électronique de pilotage automatique, le module électronique de guidage comprenant au moins :
- un outil de génération et de transmission configuré pour générer et transmettre au moins une consigne de suivi d’une trajectoire de référence au module électronique de pilotage automatique,
- un outil de détermination configuré pour déterminer au moins un paramètre de déplacement courant du véhicule,
- un outil de comparaison configuré pour comparer ledit au moins un paramètre de déplacement courant du véhicule à au moins un paramètre de déplacement de référence de même type associé à ladite au moins une consigne,
- un outil d’identification configuré pour identifier un mode de gestion engagé par le module électronique de pilotage automatique en fonction d’un résultat délivré par ledit outil de comparaison, et pour transmettre le mode de gestion engagé identifié en entrée de l’outil de génération et de transmission.
L’invention a également pour objet un véhicule propre à se déplacer entre deux points géographiques distincts, le véhicule comprenant un module électronique de pilotage automatique, le véhicule comprenant un module électronique de guidage selon la présente invention.
Ces caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- [Fig 1] la figure 1 est une représentation schématique d’un module électronique de guidage selon la présente invention ;
- [Fig 2] la figure 2 illustre la trajectoire d’un véhicule comprenant un module électronique de guidage dont le mode de gestion engagé par le module électronique de pilotage automatique est un mode de gestion où le module électronique de pilotage automatique est contrôlé par le module électronique de guidage ;
- [Fig 3] la figure 3 illustre la trajectoire d’un tel véhicule dont le mode de gestion engagé par le module électronique de pilotage automatique est un mode de gestion où le module électronique de pilotage automatique est autonome ;
- [Fig 4] la figure 4 est une représentation schématique des étapes générales du procédé de guidage selon la présente invention ; - [Fig 5] la figure 5 est une représentation schématique des étapes détaillées du procédé de guidage dans un plan latéral selon la présente invention ;
- [Fig 6] la figure 6 illustre, dans un plan latéral, la trajectoire d’un tel véhicule dont le mode de gestion engagé par le module électronique de pilotage automatique est un mode de gestion où le module électronique de pilotage automatique est autonome selon la présente invention ;
- [Fig 7] la figure 7 est une représentation schématique des étapes détaillées du procédé de guidage dans un plan vertical selon la présente invention ;
- [Fig 8] la figure 8 est une représentation schématique des étapes détaillées du procédé de guidage dans un plan longitudinal selon la présente invention.
Dans la description, l’expression « sensiblement égal(e) à » désigne une relation d’égalité à plus ou moins 10 %, de préférence à plus ou moins 5 %.
Sur la figure 1 , un dispositif 10 électronique de gestion de trajectoire d’un véhicule est représenté. On rappelle que par « véhicule » on entend un aéronef, notamment un drone aérien, un véhicule terrestre, maritime ou encore sous-maritime.
Un tel dispositif électronique de gestion de trajectoire 10 est selon une première alternative mis en oeuvre par au moins un calculateur embarqué à bord du véhicule comprenant par ailleurs un module électronique de pilotage automatique. Selon une deuxième alternative, le dispositif électronique de gestion de trajectoire 10 est mis en oeuvre par au moins un calculateur débarqué du véhicule, notamment pour un guidage à distance de drone.
Par exemple, lorsqu’un tel véhicule est un aéronef, notamment un drone aérien, le dispositif électronique de gestion de trajectoire 10 correspond à un système électronique de gestion de vol également appelé FMS (de l’anglais Flight Management System), et configuré pour gérer le vol de l’aéronef.
Le FMS détermine notamment une géométrie d’un profil de plan de vol suivi par l’aéronef. La trajectoire est calculée en quatre dimensions: trois dimensions spatiales et une dimension temps/profil de vitesse. Le FMS est également propre à transmettre à un pilote, via une première interface pilote, ou au module électronique de pilotage automatique 11 , des consignes de guidage calculées par le FMS pour suivre le profil de vol.
Un système de gestion de vol comporte par exemple un espace mémoire 12 comprenant une ou plusieurs bases de données telles que la base de données 14, par exemple appelée PERF DB, dédiée aux données de performances de l’aéronef (comprenant notamment les paramètres aérodynamiques et moteurs de l’aéronef ainsi que des marges de performances systématiquement appliquées pour garantir des marges de sécurité sur les phases de descente et d’approche), et la base de données 16, par exemple appelée NAV DB, dédiée aux données de navigation aérienne, telles que des points géographiques, des balises, des routes aériennes, des procédures de départ, des procédures d’arrivée, des contraintes d’altitude, de vitesse ou de pente.
Le FMS 10 est propre à être connecté à des moyens de création/modification de plan de vol par l’équipage de l’aéronef au travers d’une ou plusieurs interfaces homme machine 17, par exemple MCDU (de l’anglais Multifonctional Control and Display Unit), KCCU (de l’anglais Keyboard and Cursor Control Unit), FMD (de l’anglais Flight Management Displaÿ), ND (de l’anglais Navigation Displaÿ), ou encore VD (de l’anglais Vertical Display).
Le FMS 10 comprend en outre généralement un outil électronique de gestion de plan de vol 18, par exemple nommé FPLN (de l’anglais Flight Plan) permettant notamment une gestion de différents éléments géographiques composant un squelette d’une route à suivre par l’aéronef comportant : un aéroport de départ, des points de passage (de l’anglais Waypoints), des routes aériennes à suivre (de l’anglais Airways), un aéroport d’arrivée. L’outil FPLN 18 permet également une gestion de différentes procédures faisant partie d’un plan de vol comme: une procédure de départ, une procédure d’arrivée, une ou des procédures d’attente et permet notamment la création, la modification, la suppression d’un plan de vol primaire ou secondaire.
Le plan de vol et ses différentes informations liées notamment à la trajectoire correspondante calculée par le FMS son propres à être affichés pour consultation par l’équipage via les interfaces homme machine 17 précitées. L’interface homme machine VD affiche notamment un profil de vol vertical.
L’outil électronique de gestion de plan de vol 18 FPLN fait appel à des données stockées dans les bases de données 14 et 16 pour construire un plan de vol et la trajectoire associée.
Le FMS 10 comprend en outre généralement un outil électronique 20 de calcul de la trajectoire latérale associée au plan de vol défini par l’outil électronique de gestion de plan de vol 18. L’outil électronique de calcul de la trajectoire latérale 20 construit notamment une trajectoire continue à partir des points d’un plan de vol initial tout en respectant les performances de l’aéronef fournies par la base de données 14. Le plan de vol initial est propre à être un plan de vol actif, temporaire, secondaire. La trajectoire continue est propre à être présentée au pilote au moyen d’une des interfaces homme machine 17 précitées. Le FMS 10 comprend en outre généralement un outil électronique de prédiction de trajectoire 22, par exemple nommé PRED notamment propre à construire un profil vertical optimisé à partir de la trajectoire latérale de l’aéronef, fournie par l’outil électronique de calcul de la trajectoire latérale 20. A cette fin, l’outil électronique de prédiction de trajectoire 22 utilise les données de la base de données 14 dédiée aux données de performances de l’aéronef. Le profil vertical est propre à être présenté au pilote au moyen par exemple d’un interface homme machine 17 de type VD.
Le FMS 10 comprend en outre généralement un outil électronique de localisation 24, par exemple nommé LOCNAV propre à effectuer notamment une localisation géographique optimisée, en temps réel, de l’aéronef en fonction de moyens de géolocalisation d’un ensemble de capteurs 25 embarqués à bord de l’aéronef tels qu’un système de positionnement par satellites tel que GALILEO, ou GPS, des balises radio VHF, une ou plusieurs centrales inertielles, etc.
Le FMS 10 comprend en outre généralement une liaison de données 26, par exemple nommé DATA LINK (de la dénomination anglo-saxonne lien de données) permettant d’échanger des données avec d’autres aéronefs ou des opérateurs au sol, par exemple pour transmettre une trajectoire prédite de l’aéronef, ou recevoir des contraintes sur la trajectoire, par exemple la position prédite d’autres aéronefs ou des contraintes d’altitude.
A partir d’un plan de vol défini correspondant à une liste des points de passage (de l’anglais Waypoints ) et de procédures (départ, arrivées, routes aériennes, missions), la trajectoire tridimensionnelle 3D du véhicule, correspondant dans cet exemple à un aéronef, est calculée en fonction de la géométrie entre les points de passage (appelés couramment LEG), des performances de l’aéronef et des contraintes du plan de vol (altitude, vitesse, temps, pente),
A partir des capteurs 25 de position disponibles sur l’aéronef (GPS, centrales inertielles 1RS, récepteur balises radios VOR, DME...) le FMS 10 de l’aéronef, notamment un drone, établit une position 3D.
A partir de la trajectoire 3D calculée et de la position 3D établie, le FMS de l’aéronef, notamment un drone, élabore sur chacun des axes latéral, vertical et longitudinal des consignes de guidage qui assurent le suivi automatique de la trajectoire du véhicule avec les espacements appropriés.
Le FMS 10 comprend en outre un module électronique de guidage 30 selon la présente invention, propre à fournir notamment au module électronique de pilotage automatique 11 ou à une des interfaces homme machine 17, des commandes appropriées permettant de guider l’aéronef dans des plans géographiques latéral et vertical (altitude et vitesse) selon une approche bidimensionnelle par plan, ou permettant de guider l’aéronef selon une approche vectorielle dans un espace tridimensionnel, pour que ledit aéronef suive la trajectoire prévue dans le plan de vol initial.
Plus précisément, le module électronique de guidage 30 selon la présente invention est propre à guider un module électronique de pilotage automatique 11 silencieux ou défaillant et par conséquent incapable d’échanger avec le module électronique de guidage 30, ce qui n’est pas classique et comprend pour ce faire au moins :
- un outil 32 de génération et de transmission configuré pour générer et transmettre au moins une consigne de suivi d’une trajectoire de référence au module électronique de pilotage automatique 11 ,
- un outil 33 de détermination configuré pour déterminer au moins un paramètre de déplacement courant du véhicule,
- un outil 34 de comparaison configuré pour comparer ledit au moins un paramètre de déplacement courant du véhicule à au moins un paramètre de déplacement de référence de même type associé à ladite au moins une consigne,
- un outil 35 d’identification configuré pour identifier un mode de gestion engagé par le module électronique de pilotage automatique 11 en fonction d’un résultat délivré par ledit outil de comparaison 34, et pour transmettre le mode de gestion engagé identifié en entrée de l’outil de génération et de transmission 32.
Selon le mode de réalisation de la figure 1 , un tel module électronique de guidage 30 est embarqué au sein du FMS lui-même embarqué à bord de l’aéronef.
Selon un aspect particulier, le paramètre de déplacement du véhicule appartient au groupe comprenant au moins un paramètre parmi:
- un cap (le cas échéant avec prétraitement de correction tenant compte du vent courant réel),
- une trace (le cas échéant avec prétraitement de correction tenant compte d’une déclinaison magnétique locale courante),
- une route (le cas échéant avec prétraitement de projection fixe de la route au sol),
- une altitude du véhicule,
- une pente
- une vitesse verticale de déplacement du véhicule,
- une vitesse horizontale de déplacement du véhicule,
- une poussée,
- un vecteur tridimensionnel. Selon une alternative non représentée, le module électronique de guidage 30 est débarqué du ou des véhicule(s) qu’il est propre à guider, un tel véhicule correspondant à un aéronef, notamment un drone aérien, un véhicule terrestre, maritime ou encore sous- maritime.
Dans l’exemple de la figure 1 , le module électronique de guidage 30 comprend une unité de traitement d’informations 36 formée par exemple d’une mémoire 38 et d’un processeur 40 associé à la mémoire 38.
Dans l’exemple de la figure 1 , l’outil 32 de génération et de transmission, l’outil 33 de détermination, l’outil 34 de comparaison, l’outil 35 d’identification, du module électronique de guidage 30, sont réalisés chacun sous forme d’un logiciel, ou d’une brique logicielle, exécutable par le processeur 40. La mémoire 38 du module électronique de guidage 30 est alors apte à stocker un logiciel de génération et de transmission, un logiciel de détermination, un logiciel de comparaison et un logiciel d’identification. Le processeur 40 est alors apte à exécuter chacun des logiciels parmi le logiciel de génération et de transmission, le logiciel de détermination, le logiciel de comparaison et le logiciel d’identification.
Lorsque le module électronique de guidage 30 est réalisé sous forme d’un ou plusieurs logiciels, c’est-à-dire sous forme d’un programme d’ordinateur, il est en outre apte à être enregistré sur un support, non représenté, lisible par ordinateur. Le support lisible par ordinateur est par exemple, un médium apte à mémoriser des instructions électroniques et à être couplé à un bus d’un système informatique. A titre d’exemple, le support lisible est un disque optique, un disque magnéto-optique, une mémoire ROM, une mémoire RAM, tout type de mémoire non volatile (par exemple EPROM, EEPROM, FLASH, NVRAM), une carte magnétique ou une carte optique. Sur le support lisible est alors mémorisé un programme d’ordinateur comprenant des instructions logicielles.
En variante, non représentée, le dispositif électronique de gestion de trajectoire 10 comprend une unité de traitement d’informations générale formée par exemple d’une mémoire générale et d’un processeur général associé à la mémoire générale. Lorsque selon cette variante le module électronique de guidage 30 est embarqué à bord du véhicule et intégré au sein du dispositif électronique de gestion de trajectoire 10 correspondant par exemple à un FMS alors l’outil électronique de gestion de plan de vol 18, l’outil électronique 20 de calcul de la trajectoire latérale associée au plan de vol, l’outil électronique de prédiction de trajectoire 22, l’outil électronique de localisation 24, le module électronique de guidage 30 et les outils électronique qu’il comprend à savoir l’outil 32 de génération et de transmission, l’outil 33 de détermination, l’outil 34 de comparaison, l’outil 35 d’identification, sont réalisés chacun sous forme d’un logiciel ou d’une brique logicielle, exécutable par le processeur général non représenté. La mémoire générale non représentée du dispositif électronique de gestion de trajectoire 10 est alors apte à stocker une logiciel de gestion de plan de vol, un logiciel de calcul de la trajectoire latérale associée au plan de vol, un logiciel de prédiction de trajectoire, un logiciel de localisation, un logiciel de guidage comprenant un élément logiciel de génération et de transmission, un élément logiciel de détermination, un élément logiciel de comparaison et un élément logiciel d’identification. Le processeur général est alors apte à exécuter chacun des logiciels parmi le logiciel de gestion de plan de vol, le logiciel de calcul de la trajectoire latérale associée au plan de vol, le logiciel de prédiction de trajectoire, le logiciel de localisation, le logiciel de guidage comprenant un élément logiciel de génération et de transmission, un élément logiciel de détermination, un élément logiciel de comparaison et un élément logiciel d’identification.
Lorsqu’en variante, non représentée, les bases de données 14 et 16 de l’ensemble de bases de donnée 12 sont des bases de données internes au dispositif électronique de gestion de trajectoire 10, elles sont typiquement aptes à être stockées dans la mémoire générale du dispositif électronique de gestion de trajectoire 10.
En variante non représentée l’outil 32 de génération et de transmission, l’outil 33 de détermination, l’outil 34 de comparaison, l’outil 35 d’identification du module électronique de guidage 30 selon l’invention, sont réalisés chacun sous forme d’un composant logique programmable, tel qu’un FPGA (de l’anglais Field Programmable Gâte Array , ou encore sous forme d’un circuit intégré dédié, tel qu’un ASIC (de l’anglais Application Spécifie Integrated Circuit).
Selon un aspect particulier, en présence d’un module électronique de pilotage automatique silencieux ou défaillant et par conséquent incapable d’échanger avec le module électronique de guidage, ce qui n’est pas classique, l’outil 35 d’identification du module électronique de guidage 30 identifie que le mode de gestion engagé par le module électronique de pilotage automatique est identifié parmi :
- un mode de gestion où le module électronique de pilotage automatique 11 est contrôlé par le module électronique de guidage 30 tel qu’illustré par la figure 2;
- un mode de gestion où le module électronique de pilotage automatique 11 est autonome tel qu’illustré par la figure 3.
La figure 2 illustre un profil de vol vertical 42 comprenant des points de passage 44 (de l’anglais Waypoints). Un tel profil présente une contrainte d’altitude 46 imposant un palier d’altitude dans le profil de vol vertical 42.
Lorsque le mode de gestion engagé par le module électronique de pilotage automatique 11 est un mode de gestion contrôlé par le module électronique de guidage 30, le module électronique de pilotage automatique 11 est propre à suivre les consignes du module électronique de guidage 30.
En particulier, lorsque le véhicule, ici un aéronef A et notamment un drone, atteint le point 48 du profil de vol vertical 42, le module électronique de guidage 30 est propre à transmettre une consigne de guidage requérant la mise en oeuvre d’une ascension du véhicule commandée par le module électronique de pilotage automatique 11.
Comme illustré par la figure 2, suite à cette consigne, au point 50 l’aéronef A suit cette consigne et monte selon le profil de vol vertical 42, le mode 52 correspondant à une ascension est donc bien engagé au sein du module électronique de pilotage automatique 11.
Au point 54 du profil de vol vertical 42, le module électronique de guidage 30 est propre à transmettre une consigne de guidage indiquant la contrainte d’altitude 46 à respecter pour suivre le profil de vol vertical 42.
Au point 56 du profil de vol vertical 42, l’aéronef A capture bien l’altitude associée à la contrainte d’altitude. Tandis que le mode 57 correspondant à une tenue d’altitude est engagé au sein du module électronique de pilotage automatique 11 , pour permettre à l’aéronef de reprendre l’ascension, au point 58 le module électronique de guidage 30 est propre à armer le mode montée suivant de manière autonome, et à vérifier notamment au point 60 le séquencement des points de passage 44 associés au palier d’altitude à tenir. Une fois passé le dernier point de passage 44 du séquencement de points de passage associé au palier d’altitude à tenir, au point 62 le module électronique de guidage 30 est propre à transmettre à nouveau une consigne de guidage requérant la mise en oeuvre d’une ascension du véhicule commandée par le module électronique de pilotage automatique 11. Suite à cette dernière consigne, au point 64 l’aéronef A monte alors selon le profil de vol vertical 42, le mode 52 correspondant à une ascension est donc à nouveau engagé au sein du module électronique de pilotage automatique 11.
En comparaison, la figure 3 illustre un mode de gestion où le module électronique de pilotage automatique 11 est autonome, autrement dit ne suit pas les consignes du module électronique de guidage 30. En conséquence, au lieu de suivre le profil de vol vertical 42, l’aéronef A dans ce mode de gestion où le module électronique de pilotage automatique 11 est autonome suit une trajectoire 66 différente, d’ascension continue dépourvue de pallier d’altitude à tenir.
Plus précisément, sur la figure 3, de même que sur la figure 2, lorsque l’aéronef A, atteint le point 68 sur sa trajectoire, le module électronique de guidage 30 est propre à transmettre une consigne de guidage requérant la mise en oeuvre d’une ascension du véhicule commandée par le module électronique de pilotage automatique 11. Comme illustré par la figure 3, au point 70 l’aéronef A monte, le mode 52 correspondant à une ascension est donc bien engagé au sein du module électronique de pilotage automatique 11 , et la trajectoire 66 suivie par l’aéronef A est sensiblement identique au profil de vol vertical 42.
Au point 72, le module électronique de guidage 30 est propre à transmettre une consigne de guidage indiquant la contrainte d’altitude à respecter pour suivre le palier d’altitude du profil de vol vertical 42.
Au point 74, de même que sur la figure 2, le module électronique de guidage 30, pensant qu’il contrôle le module électronique de pilotage automatique 11 , est propre à armer le mode montée suivant de manière autonome.
Au point 76, le module électronique de guidage 30 constate que la contrainte d’altitude associée au profil de vol vertical 42 n’est pas respectée. En effet, au point 78, l’aéronef poursuit son ascension de départ sans mettre en oeuvre un palier d’altitude.
Autrement dit, le module électronique de pilotage automatique 11 ne capture pas la contrainte d’altitude transmise par le module électronique de guidage 30 au point 72 et poursuit son ascension de manière autonome.
En conséquence, le module électronique de guidage 30 est alors propre à annuler son hypothèse selon laquelle le module électronique de pilotage automatique 11 était en mode de gestion contrôlé et de ce fait propre à suivre le profil de vol vertical 42 comprenant un palier d’altitude, et au point 80 est propre à réactiver de son côté le mode ascension 52 en transmettant à nouveau au point 82 une consigne d’ascension cohérente avec l’ascension courante mise en oeuvre par le module électronique de pilotage automatique 11 en mode autonome. Au point 84, l’aéronef A dont le module électronique de pilotage automatique 11 est en mode de gestion autonome poursuit son ascension.
Le fonctionnement du module électronique de guidage 30 selon l’invention va être à présent décrit en regard de la figure 4 représentant un organigramme général du procédé 86, selon l’invention, de guidage de véhicule.
Le procédé 86 comprend notamment la mise en oeuvre itérative I des étapes générales successives suivantes.
Lors d’une première étape générale 87, le module électronique de guidage 30, via son outil 32 de génération et de transmission, génère et transmet au moins une consigne de suivi d’une trajectoire de référence, tel que par exemple le profil de vol vertical 42 des figures 2 et 3 au module électronique de pilotage automatique 11.
Puis, lors d’une seconde étape générale 88, le module électronique de guidage 30, via son outil 33 de détermination, détermine au moins un paramètre de déplacement courant du véhicule. Selon un aspect particulier, le paramètre de déplacement du véhicule appartient au groupe comprenant au moins un paramètre parmi :
- un cap,
- une trace,
- une route,
- une altitude du véhicule,
- une pente,
- une vitesse verticale de déplacement du véhicule,
- une vitesse horizontale de déplacement du véhicule,
- une poussée,
- un vecteur tridimensionnel.
Ensuite, lors d’une troisième étape générale 89, le module électronique de guidage 30, via son outil 34 de comparaison, compare ledit au moins un paramètre de déplacement courant du véhicule à au moins un paramètre de déplacement de référence de même type associé à ladite au moins une consigne.
Enfin, lors d’une quatrième étape générale 90, le module électronique de guidage 30, via son outil 35 d’identification, identifie un mode de gestion engagé par le module électronique de pilotage automatique en fonction d’un résultat de ladite comparaison, le mode de gestion engagé étant réutilisé pour l’étape 87 de génération et de transmission suivante (i.e. associé à l’itération suivante des quatre étapes générales précitées).
Comme indiqué précédemment, le mode de gestion engagé est identifié parmi un mode où le module électronique de pilotage automatique est contrôlé illustré par la figure 2 et un mode où le module électronique de pilotage automatique est autonome illustré par la figure 3.
Selon une première variante optionnelle, non représentée, le procédé 86 comprend une phase optionnelle préalable, la phase optionnelle préalable comprenant une première étape préalable de requête par le module électronique de guidage 30 auprès du module électronique de pilotage automatique 11 de l’armement d’un mode de navigation/guidage associé à la navigation courante et à une trajectoire prédéterminée tel que profil de vol vertical 42 précédemment décrit en relation avec les figures 2 et 3. Une telle étape préalable de requête est suivie d’une étape d’attente, non représentée pendant une période prédéterminée d’une réponse émise par le module électronique de pilotage automatique 11 à destination du module électronique de guidage 30. Une fois la période expirée, l’étape d’attente est alors suivie d’une étape de déclenchement non représentée du procédé 86 selon la présente invention. Autrement dit, cette variante optionnelle permet un déclenchement du procédé 86 selon la présente invention uniquement en présence d’un module électronique de pilotage automatique 11 silencieux ou défaillant et par conséquent incapable d’échanger avec le module électronique de guidage, ce qui n’est classiquement pas le cas ou pas prévu.
Une telle variante optionnelle permet notamment une mise en oeuvre au sein de systèmes de guidage de véhicule existants pour gérer l’absence des échanges entre le module électronique de pilotage automatique 11 et le module électronique de guidage 30 classiquement mis en oeuvre.
Selon une deuxième variante optionnelle, le module électronique de pilotage automatique 11 est muet (i.e. silencieux) dès son intégration au sein d’un véhicule et le procédé 86 selon la présente invention est systématiquement mis en oeuvre.
Peu importe la première ou deuxième variante optionnelle, la présence d’un module électronique de pilotage automatique 11 muet revient au fait que le module électronique de guidage 30 ne reçoit aucune information du module électronique de pilotage automatique 11 , ce qui n’est pas classique, et implique premièrement que le module électronique de guidage 30 ne sait jamais quand le module électronique de pilotage automatique 11 va se mettre à l’écouter (i.e. obéir à ses consignes) et deuxièmement que le module électronique de guidage 30 ne sait pas non plus le mode courant mis en oeuvre par le module électronique de pilotage automatique 11 .
Le procédé 86 selon la présente invention impose premièrement au module électronique de guidage 30 de considérer en permanence que le module électronique de pilotage automatique 11 est contrôlé (i.e. managé) par le module électronique de guidage 30, et ce sur un, plusieurs ou tous les axes latéral, vertical et longitudinal (vitesse) de la trajectoire du véhicule, notamment dans cet exemple un aéronef A ce qui permet par le biais de l’étape 87 de génération et transmission de fournir des consignes disponibles en permanence vers le module électronique de pilotage automatique 11 « muet ». Deuxièmement, la présente invention impose au module électronique de guidage 30 d’utiliser le vecteur avion courant (position, altitude, vitesse...) déterminé au cours de l’étape de détermination 88, pour identifier grâce aux étapes de comparaison 89 et d’identification 90 le mode courant du module électronique de pilotage automatique 11 « muet » et permettre au calcul de prédictions de prendre les bonnes hypothèses en utilisant le mode de gestion engagé courant identifié.
Le procédé 86 selon la présente invention est propre à être mis en oeuvre selon une approche bidimensionnelle par plan telle que décrite par la suite en relation avec les figures 5 à 8, et une approche, non représentée, vectorielle dans un espace tridimensionnel (3D). Dans le cadre de la mise en œuvre d’une approche bidimensionnelle par plan, la figure 5 est une représentation schématique des étapes détaillées du procédé 92 de guidage dans un plan latéral selon la présente invention.
Plus spécifiquement dans le plan latéral, l’étape générale de génération et la transmission de consigne(s) 87 comprend une détermination et une transmission d’une consigne de déplacement latéral de suivi d’une trajectoire latérale de référence associée à la trajectoire de référence.
Au cours de l’étape 94, l’étape générale 88 de détermination revient à acquérir les données de distance latérale, d’écart angulaire, de cap, de vitesse, etc. obtenues à partir de l’ensemble de capteur 25 par rapport à la trajectoire latérale de référence qui permettent de calculer un ordre de roulis adéquat.
Au cours de l’étape 96 correspondant à l’étape générale de comparaison 89, le résultat de ladite comparaison est une valeur d’écart latéral entre le paramètre de déplacement courant et le paramètre de déplacement de référence. Autrement dit, au cours de cette étape 96, le module électronique de guidage 30 détermine si oui ou non le mode de navigation latérale courant engagé par le module électronique de pilotage automatique 11 correspond au mode de navigation latérale de référence.
En présence, d’un écart latéral supérieur à un seuil d’écart latéral prédéterminé (par exemple strictement supérieur à 2Nm en distance latérale et strictement supérieure à 45°en angulaire) correspondant au résultat NON de l’étape 96 de la figure 5 de comparaison de la trajectoire latérale de référence à la trajectoire latérale courante, l’identification 90 du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique est autonome et l’étape 87 de génération et de transmission de consigne(s) de suivi suivante comprend, à partir du paramètre de déplacement courant, la détermination d’une trajectoire de rejointe de la trajectoire latérale de référence et la détermination de la consigne de déplacement latéral associée. Plus précisément, suite à l’identification du mode de gestion engagé autonome correspondant au NON de l’étape 96 de la figure 5, le procédé 92 selon l’invention dans le plan latéral vérifie au cours de l’étape 98 si une telle trajectoire de rejointe est déjà définie et en mémoire ou non. Dans la négative (NON), au cours de l’étape 100, le module électronique de guidage 30 informe l’outil électronique 20 de calcul de la trajectoire latérale du mode de gestion autonome du module électronique de pilotage automatique 11 « muet » et du mode de navigation engagé par celui-ci que le module électronique de guidage 30 est propre à déduire au vu des paramètres de déplacement courant du véhicule, autrement dit à partir du comportement courant du véhicule. La trajectoire de rejointe est alors calculée par l’outil électronique 20 de calcul de la trajectoire latérale au cours de l’étape 102, notamment en utilisant un procédé de calcul de trajectoire de rejointe tel que décrit dans les documents FR 3 031 175, ou encore FR 3 051 057, ou encore FR 2 945 622. Au cours de l’étape 104, la consigne de déplacement latéral associée à cette trajectoire de rejointe est mis en oeuvre, soit après la détermination de cette trajectoire au cours de l’étape 102, soit directement lorsque le résultat de l’étape 98 est positif (OUI).
En l’absence d’un écart latéral supérieur à un seuil d’écart latéral prédéterminé correspondant au résultat (OUI) de l’étape 96 de la figure 5 ce comparaison de la trajectoire latérale de référence à la trajectoire latérale courante, l’identification 90 du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique est contrôlé par le module électronique de guidage, et la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante poursuit l’étape 106 de détermination et la transmission de la consigne de déplacement latéral de suivi de la trajectoire latérale de référence associée à la trajectoire de référence, la consigne correspondant notamment à un ordre de roulis adéquat.
La figure 6 illustre, dans un plan latéral, la trajectoire d’un véhicule, par exemple l’aéronef A, dont le mode de gestion engagé par le module électronique de pilotage automatique 11 est un mode de gestion où le module électronique de pilotage automatique 11 est autonome (i.e. ne suit pas les consignes du module électronique de guidage 30). En particulier, sur la figure 6 au lieu de suivre la trajectoire latérale de référence 42 en pointillés, au cours d’une étape 108 le module électronique de guidage 30 détermine l’écart latéral, le cap et la vitesse horizontale de l’aéronef A selon l’étape 108 puis au cours de l’étape 110 obtient via l’outil électronique 20 de calcul de la trajectoire latérale la trajectoire pour rejoindre la trajectoire latérale de référence 42.
La figure 7 est une représentation schématique des étapes détaillées du procédé 112 de guidage dans un plan vertical selon la présente invention.
Plus spécifiquement, dans le plan vertical, le procédé 112 comprend en outre l’identification, par rapport à un profil de déplacement vertical de référence associé à la trajectoire de référence, tel que le profil de vol vertical 42 des figures 2 et 3, d’un état de déplacement vertical du véhicule associé à l’itération suivante parmi :
- un état de déplacement vertical sur un palier d’altitude, et
- un état de déplacement vertical en pente.
Plus précisément, selon la figure 7, au cours de l’étape 114, l’étape générale 88 de détermination revient à acquérir les données d’écart par rapport au profil de vol vertical 42 connu du module électronique de guidage 30, de pente, de vitesse verticale, etc. obtenues à partir de l’ensemble de capteur 25 par rapport à la trajectoire verticale de référence. Au cours de l’étape 116 correspondant à l’étape générale de comparaison 89, le résultat de ladite comparaison est une information représentative d’un d’écart vertical de profil de vol vertical entre le profil de déplacement courant et le profil de déplacement vertical de référence. Autrement dit, au cours de cette étape 116, le module électronique de guidage 30 détermine si oui ou non le mode de navigation vertical courant engagé par le module électronique de pilotage automatique 11 correspond au mode de navigation vertical de référence.
Dans la négative (NON), autrement dit en présence d’un écart vertical supérieur à un seuil d’écart vertical prédéterminé, l’identification 90 du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique 11 est autonome et l’étape 87 de génération et de transmission de consigne(s) de suivi suivante comprend, à partir du paramètre de déplacement courant, la détermination d’une trajectoire de rejointe du profil de déplacement vertical de référence associé à la trajectoire de référence et la détermination de la consigne verticale associée. Plus précisément, suite à l’identification du mode de gestion engagé autonome correspondant au NON de l’étape 116 de la figure 7, le procédé 112 selon l’invention dans le plan vertical vérifie au cours de l’étape 118 si une telle trajectoire de rejointe verticale est déjà définie et en mémoire ou non. Dans la négative (NON), au cours de l’étape 120, le module électronique de guidage 30 informe l’outil électronique 22 électronique de prédiction de trajectoire propre à construire un profil vertical optimisé à partir de la trajectoire latérale de l’aéronef, du mode de gestion autonome du module électronique de pilotage automatique 11 « muet » et du mode de navigation engagé par celui-ci que le module électronique de guidage 30 est propre à déduire au vu des paramètres de déplacement courant du véhicule, autrement dit à partir du comportement courant du véhicule. La trajectoire de rejointe verticale est alors calculée par l’outil au cours de l’étape 122, notamment en utilisant un procédé de calcul de trajectoire de rejointe tel que décrit dans les documents FR 3 031 175, ou encore FR 3 051 057, ou encore FR 2 945622. Au cours de l’étape 124, la consigne de déplacement vertical associée à cette trajectoire de rejointe est mis en oeuvre, soit après la détermination de cette trajectoire au cours de l’étape 102, soit directement lorsque le résultat de l’étape 118 est positif (OUI).
En l’absence d’un écart vertical supérieur à un seuil d’écart vertical prédéterminé correspondant au résultat (OUI) de l’étape de comparaison 116, l’identification du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique est contrôlé par le module électronique de guidage.
Une étape 126 d’identification, par rapport au profil de déplacement vertical de référence associé à la trajectoire de référence, tel que le profil de vol vertical 42 des figures 2 et 3, d’un état de déplacement vertical du véhicule associé à l'itération suivante parmi : un état de déplacement vertical sur un palier d’altitude, et un état de déplacement vertical en pente est alors mise en oeuvre.
Si l’état de déplacement vertical est en pente correspondant au NON de l’étape 126, la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante poursuit la détermination 134 et la transmission de la consigne de déplacement vertical de suivi du profil de déplacement vertical de référence associé à la trajectoire de référence.
Si l’état de déplacement vertical est un palier d’altitude correspondant au OUI de l’étape 126, le procédé 112 comprend en outre à partir d’une position courante du véhicule, la détermination 128 de la présence ou de l’absence d’un début de palier, et :
- en présence d’un début de palier, correspondant au OUI de l’étape 128, la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante comprend la détermination et la transmission 129 d’une consigne de pente nulle suivant le profil de déplacement vertical de référence associé à la trajectoire de référence et arme le mode d’ascension/descente à venir conformément au profil de vol vertical 42,
- en l’absence de début de palier, correspondant au NON de l’étape 128, le procédé comprend en outre, à partir d’une position courante du véhicule la détermination 130 de la présence ou de l’absence d’une fin de palier, et :
- en présence (OUI) d’une fin de palier, la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante comprend la détermination et la transmission 132 d’une consigne de pente suivant le profil de déplacement vertical de référence associé à la trajectoire de référence correspondant à l’engagement du mode d’ascension/descente précédemment armé conformément au profil de vol vertical 42,
- en l’absence (NON) d’une fin de palier, la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante comprend la détermination et la transmission 134 d’une consigne de tenue d’altitude suivant le profil de déplacement vertical de référence associé à la trajectoire de référence.
Autrement dit, lorsque le module électronique de guidage 30 détecte un palier à venir pour respecter une contrainte d’altitude, le module électronique de guidage 30 est selon la présente invention propre à simuler ce qu’un module électronique de pilotage automatique 11 classique (i.e. non muet) fournit en principe, c’est-à-dire à partir d’une certaine altitude considérer que le module électronique de pilotage automatique 11 « muet » va capturer cette altitude.
Si le véhicule correspondant par exemple à un aéronef A ne capture pas l’altitude, autrement dit n’obéit pas à la consigne d’altitude du module électronique de guidage 30 ou la consigne de pente nulle du module électronique de guidage 30, et continue sa montée sans faire de palier, le module électronique de guidage 30 en déduit que le module électronique de pilotage automatique 11 « muet » n’est pas en mode contrôlé (i.e. managé) dans le plan vertical. Alors comme indiqué en relation avec la figure 3, le module électronique de guidage 30 est propre à annuler son scénario de capture de l’altitude et reprend les consignes de montée jusqu’à la prochaine contrainte d’altitude.
Si le véhicule correspondant par exemple à un aéronef A capture l’altitude, le module électronique de guidage 30 fait l’hypothèse que le module électronique de pilotage automatique 11 « muet » l’écoute et considère qu’un mode de tenue d’altitude ALT (ou palier) est engagé et arme le mode vertical (CLIMB armé en montée ou DES armé en descente). Un palier est associé à une contrainte d’altitude sur un point de passage 44. Lorsque le véhicule correspondant par exemple à un aéronef A a passé ce point de passage 44, la contrainte est terminée. Le véhicule correspondant par exemple à un aéronef A peut reprendre la montée (ascension) ou descente et le module électronique de guidage 30 engage le mode de montée (ou de descente) adéquat et fournit les consignes associées.
Selon la présente invention, le comportement du module électronique de guidage 30 reste le même, à savoir la génération permanente de consigne(s) pour suivre la trajectoire de référence dans le plan vertical, dans le premier cas où le véhicule correspondant par exemple à un aéronef A quitte le palier et se met à monter/descendre et le module électronique de pilotage automatique 11 « muet » écoute le module électronique de guidage 30, ou dans le deuxième cas où l’aéronef A ne quitte pas le palier, la tenue d’altitude considère une consigne du module électronique de pilotage automatique 11 « muet » et non celle du module électronique de guidage 30.
Par rapport au palier du profil de vol vertical 42, la non capture des paliers permet au module électronique de guidage 30 de savoir que le module électronique de pilotage automatique 11 ne suit pas le mode managé (i.e. n’est pas en mode de gestion managé). Dans ce cas, le module électronique de guidage 30 a besoin de savoir quel est le mode vertical de navigation engagé dans le module électronique de pilotage automatique 11.
Pour ce faire, le module électronique de guidage 30 est propre à analyser les paramètres courants du véhicule que sont par exemple, la vitesse verticale, la pente, la poussée, la vitesse horizontale.
Par exemple, si la poussée du véhicule est fixe et positionnée sur un maximum (CLIMB, IDLE), le module électronique de guidage 30 fera l’hypothèse que le module électronique de pilotage automatique 11 est en mode de changement de niveau (de l’anglais Level Change) avec une poussée et vitesse figées, et une pente variant pour tenir la vitesse). Si la vitesse verticale du véhicule est constante et différente de zéro, alors le module électronique de pilotage automatique 11 est en mode V/S (de l’anglais Vertical Speed)
Si la pente du véhicule est constante et différent de zéro, alors le module électronique de pilotage automatique 11 est en mode FPA (de l’anglais Flight Path Angle) autrement dit guidage sur une pente constante.
Si la pente et la vitesse verticale du véhicule sont nulles et son altitude est constante, alors le module électronique de pilotage automatique 11 est en mode ALT (palier).
La figure 8 est une représentation schématique des étapes détaillées du procédé 136 de guidage dans un plan longitudinal selon la présente invention.
Plus précisément, selon la figure 8, au cours de l’étape 138, l’étape générale 88 de détermination revient à acquérir les données de vitesse et de poussée moteur obtenues à partir de l’ensemble de capteur 25.
Au cours de l’étape 140 correspondant à l’étape générale de comparaison 89, le résultat de ladite comparaison est une valeur d’écart de vitesse entre le paramètre de déplacement courant et le paramètre de déplacement de référence. Autrement dit, au cours de cette étape 140, le module électronique de guidage 30 détermine si oui ou non le mode de navigation longitudinal courant engagé par le module électronique de pilotage automatique 11 correspond au mode de navigation longitudinal de référence.
Dans la négative (NON), c’est-à-dire en présence d’un écart de vitesse ou de poussée supérieur à un seuil de vitesse/poussée prédéterminé, l’identification du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique est autonome (i.e. n’écoutant pas les consignes du module électronique de guidage 30), et au cours de l’étape 142, le module électronique de guidage 30 informe l’outil électronique 20 de calcul de la trajectoire latérale du mode de gestion autonome du module électronique de pilotage automatique 11 « muet » et du mode de navigation engagé par celui-ci que le module électronique de guidage 30 est propre à déduire au vu des paramètres de déplacement courant du véhicule, autrement dit à partir du comportement courant du véhicule.
La génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante comprend, à partir du paramètre de déplacement courant, la détermination 144 d’une consigne d’accélération ou de décélération convergeant vers profil de vitesse de déplacement associé à la trajectoire de référence.
Selon un aspect particulier de l’approche bidimensionnelle, par plan, de mise en oeuvre du procédé 86, le procédé 86 selon la présente invention est mis uniquement en œuvre dans un des trois plan latéral, vertical ou longitudinal par rapport à son déplacement courant ou dans une combinaison de deux de ces plans ou encore selon tous les axes latéral, vertical et longitudinal de déplacement.
Selon une alternative non représentée, une approche vectorielle dans un espace tridimensionnel 3D est appliquée pour la mise en œuvre du procédé 86 selon la présente invention.
Selon cette approche vectorielle, pour le guidage du véhicule dans un espace 3D par rapport à son déplacement courant la génération et la transmission 87 de consigne(s) comprend la détermination et la transmission d’une consigne de déplacement vectoriel 3D de suivi d’une trajectoire 3D de référence.
Autrement dit, selon une telle approche vectorielle, la consigne de suivi d’une trajectoire de référence est une consigne de déplacement tridimensionnel de suivi d’un profil tridimensionnel de déplacement associé à la trajectoire de référence exprimée dans l’espace tridimensionnel, et ledit au moins un paramètre de déplacement courant du véhicule et ledit au moins un paramètre de déplacement de référence sont respectivement également des données tridimensionnelles.
En conséquence, selon cette approche vectorielle, le résultat de l’étape de comparaison 89 est une valeur d’écart 3D, par exemple exprimée en distance totale, entre le paramètre de déplacement courant 3D et le paramètre de déplacement 3D de référence, la distance totale 3D ou valeur d’écart 3D étant égale à la somme quadratique des écarts latéraux Dc, verticaux Dz et longitudinaux en vitesse DEn, ce dernier étant ramené à une distance par la relation AEv=K.Av2/2g, avec K une constante prédéterminée ou un paramètre spécifique prédéterminé de la dynamique du véhicule, Dn l’écart de vitesse (en référence sol ou air selon l’implémentation) et g étant l’accélération de la pesanteur terrestre.
En présence d’une distance totale 3D supérieure à un seuil d’écart 3D prédéterminé, propre à dépendre de la capacité de capture en guidage vectoriel 3D (associée à la dynamique de l’aéronef), l’identification 90 du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique est autonome et la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante comprend, à partir du paramètre de déplacement courant, la détermination d’une trajectoire de rejointe 3D de la trajectoire 3D de référence et la détermination de la consigne de déplacement 3D associée. En l’absence d’une distance totale 3D supérieure à un seuil d’écart 3D prédéterminé, l’identification du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique est contrôlé par le module électronique de guidage, et la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante poursuit la détermination et la transmission de la consigne de déplacement 3D de suivi de la trajectoire 3D de référence.
L’homme du métier comprendra alors que le module électronique de guidage 30 est propre à déduire le mode de navigation engagé par le module électronique de pilotage automatique 11 en particulier « muet » à partir des paramètres de déplacement courant du véhicule et à calculer en permanence des consignes associées aux modes de gestion, contrôlé ou autonome du module électronique de pilotage automatique 11 sur un, plusieurs ou tous les axes de déplacement du véhicule.
Ainsi, selon la présente invention, il est possible d’obtenir le même comportement de suivi de la trajectoire et de calcul de prédictions que celui obtenu avec un module électronique de pilotage automatique 11 « collaboratif » (i.e. non muet).
Autrement dit, le procédé de guidage proposé selon la présente invention est un procédé d’intelligence artificielle puisque le module électronique de guidage 30 est propre à déduire du comportement courant du véhicule le mode de guidage en cours de suivi suivre et le comportement en termes de modes de navigation qu’il aurait vis-à-vis du module électronique de guidage 30, ce qui permet de maintenir la capacité de guidage du module électronique de guidage 30 le long d’une trajectoire actuelle et cela même en étant confronté à un module électronique de pilotage automatique 11 « muet ».

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé (86) de guidage d’un véhicule (A) propre à se déplacer entre deux points géographiques distincts, le véhicule (A) comprenant un module électronique de pilotage automatique, le procédé de guidage étant mis en oeuvre par un module électronique de guidage distinct du module électronique de pilotage automatique, le procédé comprenant la mise en oeuvre itérative des étapes successives suivantes durant un déplacement courant du véhicule :
- la génération et la transmission (87) d’au moins une consigne de suivi d’une trajectoire de référence au module électronique de pilotage automatique,
- la détermination (88) d’au moins un paramètre de déplacement courant du véhicule,
- la comparaison (89) dudit au moins un paramètre de déplacement courant du véhicule à au moins un paramètre de déplacement de référence de même type associé à ladite au moins une consigne,
- l’identification (90) d’un mode de gestion engagé par le module électronique de pilotage automatique en fonction d’un résultat de ladite comparaison, le mode de gestion engagé étant réutilisé pour l’étape de génération et de transmission suivante.
2. Procédé (86) de guidage selon la revendication 1 , dans lequel le mode de gestion engagé par le module électronique de pilotage automatique est identifié parmi :
- un mode de gestion où le module électronique de pilotage automatique est contrôlé par le module électronique de guidage ;
- un mode de gestion où le module électronique de pilotage automatique est autonome.
3. Procédé (86) de guidage selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le paramètre de déplacement du véhicule appartient au groupe comprenant au moins un paramètre parmi :
- un cap,
- une trace,
- une route,
- une altitude du véhicule,
- une pente,
- une vitesse verticale de déplacement du véhicule,
- une vitesse horizontale de déplacement du véhicule,
- une poussée
- une vecteur tridimensionnel.
4. Procédé (86) de guidage selon la revendication 1 ou la revendication 2 dans lequel pour le guidage du véhicule dans un espace tridimensionnel par rapport à son déplacement courant :
- ladite au moins une consigne de suivi d’une trajectoire de référence est une consigne de déplacement tridimensionnel de suivi d’un profil tridimensionnel de déplacement associé à la trajectoire de référence exprimée dans ledit espace tridimensionnel,
- ledit au moins un paramètre de déplacement courant du véhicule et ledit au moins un paramètre de déplacement de référence sont respectivement des données tridimensionnelles,
- le résultat de ladite comparaison est une valeur d’écart tridimensionnel entre le paramètre de déplacement courant et le paramètre de déplacement de référence,
- en présence d’un écart tridimensionnel supérieure à un seuil d’écart tridimensionnel prédéterminé, l’identification du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique est autonome, et la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante comprend, à partir du paramètre de déplacement courant, la détermination d’une trajectoire tridimensionnelle de rejointe du profil tridimensionnel de déplacement associé à la trajectoire de référence et la détermination de la consigne de déplacement tridimensionnel associé,
- en l’absence d’un écart tridimensionnel supérieure à un seuil d’écart tridimensionnel prédéterminé, l’identification du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique est contrôlé par le module électronique de guidage, et la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante poursuit la détermination et la transmission de la consigne de déplacement tridimensionnel de suivi d’un profil tridimensionnel de déplacement associé à la trajectoire de référence.
5. Procédé (86) de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel, pour le guidage du véhicule dans un plan latéral par rapport à son déplacement courant :
- la génération et la transmission de consigne(s) comprend la détermination et la transmission (108) d’une consigne de déplacement latéral de suivi d’une trajectoire latérale de référence associée à la trajectoire de référence,
- le résultat de ladite comparaison (96) est une valeur d’écart latéral entre le paramètre de déplacement courant et le paramètre de déplacement de référence,
- en présence d’un écart latéral supérieur à un seuil d’écart latéral prédéterminé, l’identification du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique est autonome et la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante comprend, à partir du paramètre de déplacement courant, la détermination (102) d’une trajectoire de rejointe de la trajectoire latérale de référence et la détermination (104) de la consigne de déplacement latéral associée,
- en l’absence d’un écart latéral supérieur à un seuil d’écart latéral prédéterminé, l’identification du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique est contrôlé par le module électronique de guidage, et la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante poursuit la détermination (108) et la transmission de la consigne de déplacement latéral de suivi de la trajectoire latérale de référence associée à la trajectoire de référence.
6. Procédé (86) de guidage selon l’une quelconque des revendicationsl à 3, dans lequel, pour le guidage du véhicule dans un plan vertical par rapport à son déplacement courant le procédé comprend en outre l’identification (126), par rapport à un profil de déplacement vertical de référence associé à la trajectoire de référence, d’un état de déplacement vertical du véhicule associé à l’itération suivante parmi :
- un état de déplacement vertical sur un palier d’altitude, et
- un état de déplacement vertical en pente.
7. Procédé (86) de guidage selon la revendication 6, dans lequel :
- la génération et la transmission de consigne(s) comprend la détermination d’une consigne verticale de suivi du profil de déplacement vertical de référence associé à la trajectoire de référence en fonction de l’état de déplacement vertical associé à l’itération suivante,
- le résultat de ladite comparaison est une information représentative d’un écart vertical entre le profil de déplacement courant et le profil de déplacement vertical de référence,
- en présence d’un écart vertical supérieur à un seuil d’écart vertical prédéterminé, l’identification du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique est autonome, et la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante comprend, à partir du paramètre de déplacement courant, la détermination d’une trajectoire de rejointe du profil de déplacement vertical de référence associé à la trajectoire de référence et de la consigne verticale associée,
- en l’absence d’un écart vertical supérieur à un seuil d’écart vertical prédéterminé, l’identification du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique est contrôlé par le module électronique de guidage, et - si l’état de déplacement vertical est en pente, la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante poursuit la détermination et la transmission de la consigne de déplacement vertical de suivi du profil de déplacement vertical de référence associé à la trajectoire de référence,
- si l’état de déplacement vertical est un palier d’altitude, le procédé comprend en outre à partir d’une position courante du véhicule, la détermination de la présence ou de l’absence d’un début de palier, et :
- en présence d’un début de palier, la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante comprend la détermination et la transmission d’une consigne de pente nulle suivant le profil de déplacement vertical de référence associé à la trajectoire de référence,
- en l’absence de début de palier, le procédé comprend en outre, à partir d’une position courante du véhicule la détermination de la présence ou de l’absence d’une fin de palier, et :
- en présence d’une fin de palier, la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante comprend la détermination et la transmission d’une consigne de pente suivant le profil de déplacement vertical de référence associé à la trajectoire de référence,
- en l’absence d’une fin de palier, la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante comprend la détermination et la transmission d’une consigne de tenue d’altitude suivant le profil de déplacement vertical de référence associé à la trajectoire de référence.
8. Procédé (86) de guidage selon l’une quelconque des revendications 1 à
3 dans lequel pour le guidage du véhicule dans un plan longitudinal par rapport à son déplacement courant :
- la génération et la transmission de consigne(s) comprend la détermination et la transmission d’une consigne de vitesse de suivi d’un profil de vitesse de déplacement associé à la trajectoire de référence,
- le résultat de ladite comparaison est une valeur d’écart de vitesse entre le paramètre de déplacement courant et le paramètre de déplacement de référence,
- en présence d’un écart de vitesse supérieur à un seuil de vitesse prédéterminé, l’identification du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique est autonome, et la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante comprend, à partir du paramètre de déplacement courant, la détermination d’une consigne d’accélération ou de décélération convergeant vers profil de vitesse de déplacement associé à la trajectoire de référence,
- en l’absence d’un écart de vitesse supérieur à un seuil d’écart de vitesse prédéterminé, l’identification du mode de gestion engagé détermine que le module électronique de pilotage automatique est contrôlé par le module électronique de guidage, et la génération et la transmission de consigne(s) de suivi suivante poursuit la détermination et la transmission de la consigne de suivi du profil de vitesse de déplacement associé à la trajectoire de référence.
9. Programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en oeuvre un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.
10. Module électronique de guidage d’un véhicule propre à se déplacer entre deux points géographiques distincts, le véhicule comprenant un module électronique de pilotage automatique, le module électronique de guidage étant distinct du module électronique de pilotage automatique, caractérisé en ce que le module électronique de guidage comprend au moins :
- un outil (32) de génération et de transmission configuré pour générer et transmettre au moins une consigne de suivi d’une trajectoire de référence au module électronique de pilotage automatique,
- un outil (33) de détermination configuré pour déterminer au moins un paramètre de déplacement courant du véhicule,
- un outil (34) de comparaison configuré pour comparer ledit au moins un paramètre de déplacement courant du véhicule à au moins un paramètre de déplacement de référence de même type associé à ladite au moins une consigne,
- un outil (35) d’identification configuré pour identifier un mode de gestion engagé par le module électronique de pilotage automatique en fonction d’un résultat délivré par ledit outil de comparaison (34), et pour transmettre le mode de gestion engagé identifié en entrée de l’outil de génération et de transmission (32).
11. Véhicule propre à se déplacer entre deux points géographiques distincts, le véhicule comprenant un module électronique de pilotage automatique, caractérisé en ce que le véhicule comprend un module électronique de guidage selon la revendication 10.
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