DOMAINE TECHNIQUE

L’invention concerne un procédé et un dispositif de localisation d’un élément transportable par un aéronef.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE

Un aéronef tel qu’un avion ou un hélicoptère peut transporter de nombreux

équipements. Il peut s’agir par exemple d’unités de chargement ULD (« Unit Load Device » en anglais) telles un container ou une palette, lesquelles sont utilisées pour le transport aérien de marchandises. Une compagnie de frêt responsable de l’envoi de marchandises peut souhaiter s’assurer que les marchandises sont bien dans l’aéronef avant le départ de celui-ci.

Par ailleurs, des normes de sécurité définissent quels équipements doivent

impérativement se trouver à bord d’un aéronef, et en combien d’exemplaire(s). Si certains équipements viennent à manquer, un aéronef peut ne pas avoir le droit de décoller. Il est donc nécessaire de vérifier avant décollage que les équipements sont bien à bord de l’aéronef.

A cet effet, des techniciens ou des personnels navigants peuvent vérifier que les équipements se trouvent bien à bord de l’aéronef. De telles interventions sont longues, coûteuses et fastidieuses. Elles sont également source d’erreurs.

Il existe des solutions qui évitent l’intervention humaine. Une solution basée sur un GPS (« Global Positioning System ») est connue. Cependant une telle solution est très consommatrice en énergie.

Sigfox avec son réseau bas débit permet de géolocaliser des objets connectés sans utiliser de GPS en analysant la puissance du signal radio émis par l’objet et reçu par trois antennes différentes. Une telle solution nécessite une infrastructure lourde avec notamment l’utilisation de serveurs. Elle est en outre peu précise. Un réseau LoRaWAN (« Long Range Wide-area network ») est un réseau étendu à longue portée. Il est constitué d'équipements sans-fils basse consommation qui communiquent avec des serveurs applicatifs au travers de passerelles. Un tel réseau peut être utilisé pour géolocaliser des équipements transportables par aéronefs. Une telle solution nécessite la présence d’au moins trois antennes, voire plus pour une localisation plus précise de l’objet.

Il est alors souhaitable de pallier ces inconvénients de l’état de la technique.

EXPOSE DE L'INVENTION

Un procédé de localisation d’un élément transportable par aéronef est décrit. Le procédé comprend pour une première position d’un aéronef :

a) émettre à partir d’une antenne localisée dans l’aéronef un premier message à destination dudit élément transportable ;

b) recevoir sur ladite antenne un second message émis par ledit élément transportable dès réception dudit premier message;

c) obtenir un temps de parcours desdits premier et second messages ;

d) déterminer une distance à partir desdits temps de parcours ;

e) déterminer que ledit élément est dans l’aéronef dans le cas où la distance est inférieure à une valeur et que ledit élément est hors de l’aéronef dans le cas où la distance est supérieure à ladite valeur.

Selon un mode de réalisation, déterminer que l’élément est dans l’aéronef dans le cas où la distance est inférieure à la valeur comprend déterminer si un cercle, ayant pour centre l’antenne et ayant pour rayon la distance déterminée, intersecte le fuselage de l’aéronef.

Selon un mode de réalisation, dans le cas où l’élément est déterminé comme étant hors de l’aéronef, le procédé comprend en outre :

répéter les étapes a) à d) pour au moins deux autres positions de l’aéronef, les au moins deux autres positions étant différentes de la première position et étant différentes entre elles ;

déterminer la position de l’élément à partir des trois distances déterminées. Selon un mode de réalisation, déterminer la position de l’élément à partir des trois distances déterminées comprend :

déterminer la position de l’élément à l’intersection d’au moins trois cercles, chaque cercle ayant pour centre une position de l’antenne et pour rayon l’une des distances déterminées.

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend répéter les étapes a) à c) pour une nouvelle position de l’aéronef différente des positions précédentes tant que la position de l’élément transportable est déterminée avec une erreur supérieure à une valeur donnée.

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre :

recevoir un message de l’élément transportable indiquant qu’il est localisable.

Un dispositif de localisation d’un élément transportable par aéronef est également décrit. Le dispositif comprend :

des moyens pour émettre à partir d’une antenne localisée dans l’aéronef un premier message à destination dudit élément transportable ;

des moyens pour recevoir sur ladite antenne un second message émis par ledit élément transportable dès réception dudit premier message ;

des moyens pour obtenir un temps de parcours dudit message ;

des moyens pour déterminer une distance à partir dudit temps de parcours ;

des moyens pour déterminer que ledit élément est dans l’aéronef dans le cas où la distance est inférieure à une valeur et que ledit élément est hors de l’aéronef dans le cas où la distance est supérieure à ladite valeur.

Selon un mode de réalisation, un système de localisation d’un élément transportable par aéronef est décrit. Le système comprend un dispositif de localisation d’un élément transportable par aéronef mentionné ci-dessus et un capteur fixé sur l’élément transportable. Selon un mode de réalisation, le capteur est configuré pour envoyer un message au dispositif de localisation indiquant que l’élément transportable est localisable.

Un programme d’ordinateur est également décrit, qui peut être stocké sur un support et/ou téléchargé d’un réseau de communication, afin d’être lu par un dispositif. Ce programme d’ordinateur comprend des instructions pour implémenter le procédé mentionné ci-dessus selon l’une quelconque de ses variantes, lorsque le programme est exécuté par une unité de calcul du dispositif. L’invention concerne également des moyens de stockage comprenant un tel programme d’ordinateur.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :

[Fig. 1] illustre schématiquement l’architecture matérielle d’un dispositif de localisation, lequel est situé dans un aéronef, d’un élément transportable par l’aéronef ; [Fig. 2] illustre schématiquement un procédé de localisation d’un élément

transportable par un aéronef ;

[Fig. 3] illustre schématiquement un procédé de communication, mis en œuvre dans un élément transportable à localiser ;

[Fig. 4] illustre un aéronef dans lequel se trouve un élément transportable ;

[Fig. 5] illustre un aéronef et un élément transportable localisé hors de l’aéronef;

[Fig. 6] illustre schématiquement un procédé de détermination de la position d’un élément transportable par un aéronef dans le cas où l’élément transportable est hors de l’aéronef ; et

[Fig. 7] illustre un aéronef se déplaçant et un élément transportable localisé hors de l’aéronef.

EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION

La Fig. 1 illustre schématiquement l’architecture matérielle d’un dispositif de localisation d’un élément transportable par aéronef. L’aéronef est par exemple un avion, un hélicoptère ou un drone. Le dispositif de localisation est situé dans l’aéronef. Il est configuré pour exécuter tout ou partie des étapes du procédé A10 illustré par Fig.

2.

Ainsi, le dispositif de localisation 200 comprend un ou plusieurs processeur(s) 201, p.ex. un CPU (« Central Processing Unit » en anglais), un GPU (« Graphical

Processing Unit » en anglais) et/ou un DSP (« Digital Signal Processor » en anglais). Le dispositif de localisation 200 comprend également une mémoire MEM 202 de type RAM (« Random Access Memory » en anglais), ROM (« Read Only Memory » en anglais) et/ou EPROM (« Erasable Programmable Read Only Memory » en anglais). Le dispositif de localisation 200 peut optionnellement comprendre une ou plusieurs interfaces d’entrée/sortie 203 par exemple un clavier, une souris, un pavé tactile (« touchpad » en anglais) une webcam, etc., chacune étant configurée pour afficher des informations et/ou permettre à un utilisateur de rentrer des commandes ou des données. Le dispositif de localisation 200 peut également comprendre une source d’énergie 204 qui peut également être externe au dispositif de localisation. Le dispositif de localisation 200 comprend également une ou plusieurs interface(s) de communication 205. L’interface de communication permet typiquement la

communication entre le dispositif de localisation 200 et l’élément à localiser. A cet effet, l’interface de communication peut par exemple comprendre une antenne radio ayant vocation à établir des canaux de communication avec l’équipement à localiser. Selon un mode particulier de réalisation l’antenne est configurée pour que son lobe couvre l’intégralité du fuselage de l’aéronef et le moins possible l’extérieur de l’aéronef. Cette solution permet d’optimiser le gain de l’antenne sur l’ensemble des éléments à localisés situés dans le fuselage. Toutefois, d’autres diagrammes d’antenne pourraient être choisis.

Le dispositif de localisation 200 peut également comprendre un module de stockage STCK 204 qui peut être de type support magnétique, mémoire flash, disque optique, disque dur HDD (« Hard Disk Drive » en anglais) ou SSD (« Solid-State Drive » en anglais), ou de type lecteur de support de stockage externe, tel un lecteur de cartes SD (« Secure Digital » en anglais). Ces différents éléments sont reliés entre eux par un bus de communication 210.

Le processeur CPU 201 peut enregistrer des données, ou informations, dans la mémoire MEM 202 ou dans le module de stockage STCK 204. Le processeur CPU 201 peut lire des données enregistrées dans la mémoire MEM 202 ou dans le module de stockage STCK 204. Ces données peuvent correspondre à des paramètres de configuration.

Le processeur CPU 201 est capable d’exécuter des instructions chargées dans la mémoire MEM 202, par exemple à partir du module de stockage STCK 204. Lorsque le dispositif de localisation 200 est mis sous tension, le processeur CPU 201 est capable de lire de la mémoire MEM 202 des instructions et de les exécuter. Ces instructions forment un programme d’ordinateur causant la mise en œuvre, par le processeur CPU 201, de tout ou partie des procédés de localisation et étapes décrits ci- après, particulièrement le procédé décrit dans la Fig. 2. Ainsi, tout ou partie des procédés et étapes décrits ci-après peut être implémenté sous forme logicielle par exécution d’un ensemble d’instructions par une machine programmable, telle qu’un DSP (« Digital Signal Processor » en anglais) ou un microcontrôleur. Tout ou partie des procédés et étapes décrits ci-après peut aussi être implémenté sous forme matérielle par une machine ou un composant dédié, tel qu’un FPGA (« Field- Programmable Gâte Array » en anglais) ou un ASIC (« Application-Specific

Integrated Circuit » en anglais).

Selon une variante, le programme d’ordinateur est stocké à l’extérieur du dispositif de localisation 200 sur un support non-transitoire de données numériques (« non- transitory digital data support » en anglais), par exemple un support externe tel qu’un HDD, CD-ROM, DVD, un dispositif de stockage de type USB. Le dispositif de localisation 200 peut donc être configuré pour lire un programme d’ordinateur.

Le dispositif de localisation 200 peut également être relié à un dispositif de radiocommunication aéronautique non représenté sur la Fig. 1. Le dispositif de radiocommunication aéronautique est par exemple configuré pour communiquer avec une station au sol par l’intermédiaire des moyens de communications de l’aéronef (par exemple Satcom, ACARS acronyme de « Aircraft Communication Addressing and Reporting System » ...). Le dispositif de radiocommunication aéronautique permet par exemple d’informer la station au sol de la présence ou non de l’objet à localiser dans l’aéronef et le cas échéant de sa position exacte. Le dispositif de localisation 200 est relié au dispositif de radiocommunication aéronautique via un réseau local de l’aéronef 1, par exemple un réseau local filaire de type Ethernet, ou un réseau local sans fil de type Wi-Fi. Dans un mode particulier de réalisation, le dispositif de localisation 200 est une passerelle d’accès (« gateway » en anglais).

La Fig. 2 illustre schématiquement un procédé de localisation A 10 d’un élément transportable par l’aéronef. Le procédé de localisation A10 est mis en œuvre dans un aéronef par un dispositif de localisation 200. La position de l’aéronef est quant à elle connue par exemple grâce à un système GPS qui équipe l’aéronef. Le dispositif de localisation 200 est en communication sans fil avec l’élément transportable E. A cet effet, l’élément transportable est équipé d’un capteur, p. ex. un émetteur/récepteur radio équipé d’une antenne, très basse consommation capable de communiquer avec le dispositif de localisation 200. L’élément transportable est également équipé d’au moins une pile et d’un processeur. Les éléments constituant l’élément transportable sont optimisés en consommation afin d’avoir une durée de vie suffisante des piles. Le capteur de l’élément transportable E échange des données avec le dispositif de localisation 200, par exemple une passerelle d’accès. Il est capable d’émettre et de recevoir des informations.

Dans un mode particulier de réalisation, le dispositif de localisation 200 et l’élément transportable E communiquent entre eux selon un protocole de type LoRaWAN qui permet à des objets connectés d’échanger des données de faible taille à bas débit. Les réseaux LoRa sont des réseaux sans fils basse consommation, bas débit et longue portée, optimisés pour les équipements aux ressources limitées. Ces réseaux conviennent particulièrement aux applications qui n’exigent pas un débit élevé.

Cependant, les modes de réalisation décrits ci-après ne se limitent pas à l’utilisation du protocole LoRaWAN. D’autres protocoles peuvent être utilisés qui permettent la communication sans fil entre un objet connecté équipé d’un capteur et une antenne.

La Lig. 3 illustre schématiquement un procédé de communication E10, mis en œuvre dans l’élément transportable E. Sur les Figs. 2 et 3 les étapes optionnelles sont représentées en traits pointillés.

Lors d’une étape optionnelle E100, l’élément transportable détecte si une condition est remplie. Dans le cas où la condition est remplie, l’élément transportable se déclare prêt à être localisé. A cet effet, il peut émettre via son capteur un message sous forme de signal radio indiquant qu’il peut être localisé. Une condition est, par exemple, la comparaison d’une pression (respectivement température) de l’élément transportable avec une valeur de pression (respectivement température) prédéfinie, par exemple la pression au sol. Si la pression est égale ou supérieure à la valeur de pression prédéfinie, alors l’élément transportable est prêt à être localisé. Selon une variante, l’élément transportable peut détecter s’il est arrimé, par exemple au moyen d’une sangle, ou pas, et se déclarer localisable s’il est sanglé. Selon une autre variante, l’élément transportable est associé à un détecteur de chocs. Le détecteur de chocs permet de détecter les chocs subis par l’élément transportable. En cas d’absence de chocs après une période continue de chocs, l’élément transportable peut se déclarer prêt à être localisé. En effet, afin d’économiser de la batterie, le capteur de l’élément transportable E n’est pas allumé en permanence.

Dans une variante, l’étape E100 n’est pas mise en œuvre, par exemple parce que la date à laquelle l’élément transportable est localisable est connue du réseau sans fil. Lors d’une étape A90, le dispositif de localisation 200 émet un message Ml à destination de l’élément transportable sous forme de signal radio. Ce message indique par exemple au capteur de fournir un ou plusieurs types d’information, p.ex. mesure de pression, mesure de température, niveau de vibration, statut d’attache, information sur les chocs reçus, information sur l’état vide ou chargé de l’élément transportable, information sur l’état ouvert ou fermé de l’élément transportable. Dès réception (El 12) de ce message Ml, l’élément transportable va émettre immédiatement, lors d’une étape El 14, un message M2 à destination du dispositif de localisation 200. Le message M2 comprend le ou les informations demandées par le dispositif de localisation 200. Le message M2 peut optionnellement donner des informations de contexte, par exemple indiquer que l’élément transportable a été soumis à des vibrations indiquant ainsi qu’il a été déplacé. Ces informations de contexte peuvent également être envoyées par l’élément transportable à tout autre moment. Ces informations de contexte peuvent par exemple être utilisées pour réinitialiser le processus de localisation. Si l’élément transportable a été déplacé, et est à nouveau immobile, le dispositif de localisation 200 peut alors réinitialiser le processus de localisation.

Lors d’une étape A100, le dispositif de localisation 200 reçoit le message M2 de l’élément transportable sous forme de signal radio. Lors d’une étape Al 10, le dispositif de localisation 200 obtient un temps de parcours ToF (« Time of Flight » en anglais ou « Time of Arrivai). Le ToF correspond au temps de parcours du message Ml émis par le dispositif de localisation 200 lors de l’étape A90 pour atteindre le capteur (localisé dans ou sur l’élément transportable) auquel s’ajoute le temps de parcours du message M2 émis par le capteur lors de l’étape El 12 pour atteindre le dispositif de localisation 200. Autrement dit, le ToF est égal à la différence entre la date d’émission du message Ml et la date de réception du message M2 par le dispositif de localisation 200.

Lors d’une étape Al 12, le dispositif de localisation 200 détermine une distance d à partir du temps de parcours. Cette distance d correspond à la distance entre le dispositif de localisation 200 et l’élément transportable E. La distance d est obtenue en multipliant le temps de parcours par une vitesse de propagation du signal radio. Cette vitesse est connue du dispositif de localisation 200. Dans le cas d’un signal radio la vitesse est par exemple égale à 300 000 km/s.

Lors d’une étape Al 14, la distance d déterminée à l’étape Al 12 est comparée à une valeur D. Dans le cas où la distance d est supérieure à D, alors l’élément E est considéré comme étant hors de l’aéronef (Al 18). Dans le cas où la distance d est inférieure à D, alors l’élément E est considéré comme étant dans l’aéronef (Al 16). La distance D est par exemple égale à la moitié de la longueur de l’aéronef. Dans une variante, la distance D est égale au rayon du plus petit cercle dont le centre est le dispositif de localisation 200, plus précisément son antenne, et qui englobe la totalité de l’aéronef.

Selon un mode particulier de réalisation, l’élément E est considéré comme étant dans l’aéronef (Al 16), lorsqu’un cercle, ayant pour centre le dispositif de localisation 200, plus précisément son antenne, et ayant pour rayon la distance mesurée à l’étape Al 12, intersecte le fuselage de l’aéronef. Ce cas de figure est illustré sur la Fig. 4. Sur la Fig. 4, le cercle C0 intersecte le fuselage de l’aéronef. L’élément E est considéré comme étant hors de l’aéronef (Al 18), lorsqu’un cercle, ayant pour centre l’antenne du dispositif de localisation 200 et ayant pour rayon la distance mesurée à l’étape Al 12, n’intersecte pas le fuselage de l’aéronef comme illustré par la Fig. 5. Sur la Fig. 5, le cercle Cl n’intersecte pas le fuselage de l’aéronef. Avant décollage, le pilote doit vérifier les abords de l’aéronef. Dans le cas particulier où l’élément transportable est sous l’aéronef, sa présence aura été détectée par le pilote.

Lors des étapes Al 16 et Al 18, l’information sur la position de l’élément transportable peut être transmise à une station au sol via un dispositif de radiocommunication aéronautique. Cette information peut également être transmise au pilote de l’aéronef, p.ex. sur un écran. Le pilote peut alors prendre la décision de ne pas décoller après réception d’une information lui indiquant qu’un équipement devant se trouver à bord est absent.

La Fig. 6 illustre schématiquement un procédé Al 1 de détermination de la position d’un élément transportable par l’aéronef dans le cas où le procédé A10 a déterminé que l’élément transportable E est hors de l’aéronef. Le procédé Ai l est mis en œuvre par le dispositif de localisation 200 à la suite de Al 16.

Sur la Fig. 6, les étapes identiques aux étapes de la Fig. 2 sont identifiées avec les mêmes références numériques. Dans le cas où l’élément transportable est hors de l’aéronef (Al 16), les étapes A90, A100, Al 10 et Al 12 sont répétées pour différentes positions de l’aéronef jusqu’à ce qu’un critère d’arrêt (A120) soit vérifié. Ce cas de figure est illustré sur la Fig. 7 où les étapes A90, A100, Al 10 et Al 12 sont répétées pour 3 positions différentes de l’aéronef.

Le critère d’arrêt est par exemple un nombre de répétitions des étapes A90, A 100,

Al 10 et Al 12. En effet, afin d’obtenir la position précise de l’élément transportable E, ces étapes doivent être appliquées au moins trois fois.

Chaque répétition des étapes A90, A 100, A110 et A112 permet de déterminer que l’élément transportable E est sur un cercle (Cl, C2 ou C3) ayant pour centre le dispositif de localisation 200, ou plus précisément son antenne de communication, et ayant pour rayon la distance (dl, d2 ou d3) déterminée à Al 12. L’élément

transportable se trouve donc à l’intersection I des au moins 3 cercles Cl, C2 et C3 sur la Fig. 7.

Selon un mode de réalisation particulier, dans le cas où la position de l’élément transportable E n’est pas déterminée de manière assez précise avec 3 positions de l’aéronef, les étapes A90, A100, Al 10 et Al 12 peuvent être répétées pour une nouvelle position de l’aéronef différente des positions précédentes. La position de l’élément transportable E est imprécise si elle est déterminée avec une erreur supérieure à une valeur donnée. La position est déterminée de manière précise si la distance entre deux mesures successives de la position de l’élément transportable E est inférieure à une valeur définie. Selon une variante, la position est déterminée de manière précise si le rapport signal sur bruit du signal radio reçu par le dispositif de localisation 200 est supérieur à une valeur donnée.

Dans ce mode de réalisation, le dispositif de localisation 200 peut demander à l’élément transportable de rester localisable pendant un temps donné. Selon une variante, le dispositif de localisation 200 peut demander à l’élément transportable d’être à nouveau localisable après un certain temps.

Les informations concernant la localisation de l’objet transportable peuvent être transmises par un dispositif de radiocommunication aéronautique à une station au sol. Cette information peut également être transmise au pilote de l’aéronef, p.ex. sur un écran.

Les procédés de localisation A10 et Al 1 n’utilisent pas de GPS, hormis celui équipant l’aéronef, pour localiser l’élément transportable. La consommation d’énergie s’en trouve réduite. Les procédés permettent avantageusement d’utiliser une infrastructure simple avec un unique dispositif de localisation dans l’aéronef. La localisation de l’élément transportable est également précise du fait du déplacement de l’aéronef.