L'invention est relative à un dispositif, à un système et à un procédé d'aide au roulage au sol d'un aéronef, ainsi qu'à un aéronef comportant un tel dispositif et/ou un tel système d'aide au roulage au sol.

Les aéronefs, en particulier les avions de transport de passagers, sont amenés à rouler au sol sur des surfaces aéroportuaires. Le roulage au sol à généralement lieu entre une porte d'embarquement des passagers et une piste de décollage (ou d'atterrissage) et réciproquement. Pour cela, le pilote de l'aéronef doit manœuvrer celui-ci sur la surface aéroportuaire. Le pilote doit en particulier prêter attention à ce que l'aéronef, en particulier des parties extrêmes de celui-ci telles que les ailes, ne vienne pas toucher un autre véhicule situé sur la surface de l'aéroport. Un tel autre véhicule peut correspondre à un autre aéronef ou encore à un véhicule de service, par exemple un bus de transport de passagers, un camion de ravitaillement en carburant, un chariot de transport de bagages, etc. Pour aider le pilote dans cette tâche, certains aéronefs, en particulier des aéronefs de grandes dimensions, sont pourvus d'une caméra et d'un écran dans le cockpit permettant d'afficher des images capturées par la caméra. La caméra est généralement placée sur la dérive, ce qui permet d'obtenir des images du dessus du fuselage, ainsi que de l'environnement de l'aéronef. Ces images permettent d'aider le pilote à manœuvrer l'aéronef. Le document EPO.980.828 décrit un système d'aide au roulage au sol d'un aéronef comportant de telles caméras. Toutefois, les images provenant de la caméra ne permettent généralement qu'une vue limitée de l'environnement de l'aéronef, ce qui ne permet pas de voir des véhicules situés en dehors du champ de la caméra. De plus, les images provenant de la caméra ont un intérêt limité en cas de conditions météorologiques défavorables, par exemple en cas de brouillard. Il serait intéressant de disposer, à bord de l'aéronef, d'informations permettant d'aider le pilote à manœuvrer l'aéronef avec une meilleure anticipation, grâce à une prise de conscience de la présence de véhicules situés aussi bien en dehors du champ que dans le champ d'une telle caméra. EXPOSE DE L'INVENTION

La présente invention a notamment pour but d'apporter une solution à ces problèmes. Elle concerne un dispositif d'aide au roulage au sol d'un aéronef sur la surface d'un aéroport, cet aéronef comportant :

- un cockpit comprenant un écran d'affichage ;

- une unité de surveillance de la situation de l'aéronef ; et

- une unité de radiocommunication.

Ce dispositif d'aide au roulage au sol est remarquable en ce qu'il est configuré pour :

a) acquérir, de l'unité de surveillance de la situation de l'aéronef, des informations de situation de l'aéronef ;

b) déterminer des positions prédites de l'aéronef pour un ensemble d'instants futurs, sur la base au moins desdites informations de situation de l'aéronef, et

pour chaque véhicule d'un ensemble d'autres véhicules situés sur la surface de l'aéroport :

c) acquérir, de l'unité de radiocommunication, des informations de situation du véhicule transmises par ce véhicule ;

d) déterminer des positions prédites du véhicule pour cet ensemble d'instants futurs, sur la base au moins desdites informations de situation du véhicule ; e) calculer une distance entre la position prédite de l'aéronef et la position prédite du véhicule pour chaque instant de l'ensemble d'instants futurs et comparer cette distance avec un seuil de distance prédéterminé ; et f) émettre une alerte dans le cockpit de l'aéronef si cette distance est inférieure à ce seuil de distance prédéterminé pour au moins un instant de l'ensemble d'instants futurs, en affichant au moins une indication sur ledit écran d'affichage du cockpit. Ainsi, grâce à ce dispositif, le pilote de l'aéronef est averti si la distance entre les positions prédites de l'aéronef et d'un autre véhicule, à un instant futur, est inférieure à ce seuil prédéterminé. Cela permet donc de prévenir le pilote d'un risque de collision de l'aéronef avec ce véhicule, de façon à ce que le pilote puisse prendre les mesures nécessaires pour éviter une telle collision. Le dispositif permet donc au pilote de mieux anticiper le pilotage de l'aéronef. De plus, il présente l'intérêt de fonctionner même en cas de conditions météorologiques défavorables.

Selon des modes particuliers de réalisation pouvant être pris en compte isolément ou en combinaison :

- les informations de situation de l'aéronef comprennent la position et la vitesse courante de l'aéronef et, les informations de situation de chaque autre véhicule comprennent la position et la vitesse courante dudit véhicule ;

- les informations de situation de chaque autre véhicule comprennent la direction courante dudit véhicule, les positions prédites du véhicule pour les différents instants de l'ensemble d'instants futurs étant déterminées le long d'une trajectoire rectiligne correspondant à cette direction ;

- les informations de situation de l'aéronef comprennent en outre la direction courante de l'aéronef, les positions prédites de l'aéronef pour les différents instants de l'ensemble d'instants futurs étant déterminées le long d'une trajectoire rectiligne correspondant à cette direction ;

- l'aéronef comportant un calculateur de gestion de trajectoire au sol, le dispositif d'aide au roulage au sol est configuré pour acquérir, dudit calculateur de gestion de trajectoire au sol, des informations relatives à une trajectoire prévisionnelle de l'aéronef, les positions prédites de l'aéronef pour les différents instants de l'ensemble d'instants futurs étant déterminées le long de ladite trajectoire prévisionnelle en fonction en outre desdites informations relatives à la trajectoire prévisionnelle de l'aéronef ;

- les véhicules de l'ensemble de véhicules sont configurés pour transmettre des informations relatives à leurs trajectoires prévisionnelles et le dispositif d'aide au roulage au sol est configuré pour acquérir, de l'unité de radiocommunication, des informations relatives à la trajectoire prévisionnelle de chaque véhicule, les positions prédites du véhicule pour les différents instants de l'ensemble d'instants futurs étant déterminées le long de ladite trajectoire prévisionnelle en fonction en outre desdites informations relatives à la trajectoire prévisionnelle du véhicule ;

- ledit écran d'affichage est un écran d'affichage tête haute et ladite au moins une indication est affichée sur cet écran de façon conforme par rapport à la position du véhicule correspondant ; - les informations de situation sont transmises par le véhicule selon une communication de type ADS-B.

L'invention est également relative à un système d'aide au roulage au sol d'un aéronef sur une surface d'un aéroport, ce système comportant :

- une unité de surveillance de la situation de l'aéronef ;

- une unité de radiocommunication ;

- un écran d'affichage d'un cockpit de l'aéronef ; et

- un dispositif d'aide au roulage au sol tel que précité.

L'invention est également relative à un procédé d'aide au roulage au sol d'un aéronef, cet aéronef comportant :

- un cockpit comprenant un écran d'affichage ;

- une unité de surveillance de la situation de l'aéronef ; et

- une unité de radiocommunication.

Le procédé d'aide au roulage au sol est remarquable en ce qu'il comporte les étapes suivantes mises en œuvre par un dispositif d'aide au roulage au sol de l'aéronef :

a) acquérir, de l'unité de surveillance de la situation de l'aéronef, des informations de situation de l'aéronef ;

b) déterminer des positions prédites de l'aéronef pour un ensemble d'instants futurs, sur la base au moins desdites informations de situation de l'aéronef ; et

pour chaque véhicule d'un ensemble d'autres véhicules situés sur la surface de l'aéroport :

c) acquérir, de l'unité de radiocommunication, des informations de situation du véhicule transmises par ce véhicule ;

d) déterminer des positions prédites du véhicule pour cet ensemble d'instants futurs, sur la base au moins desdites informations de situation du véhicule ; e) calculer une distance entre la position prédite de l'aéronef et la position prédite du véhicule pour chaque instant de l'ensemble d'instants futurs et comparer cette distance avec un seuil de distance prédéterminé ; et f) émettre une alerte dans le cockpit de l'aéronef si cette distance est inférieure à ce seuil de distance prédéterminé pour au moins un instant de l'ensemble d'instants futurs, en affichant au moins une indication sur ledit écran d'affichage du cockpit.

L'invention est également relative à un aéronef comportant une unité de surveillance de la situation de l'aéronef, une unité de radiocommunication et un cockpit comprenant un écran d'affichage, l'aéronef comportant un dispositif d'aide au roulage au sol tel que précité. L'invention est également relative à un aéronef comportant un système d'aide au roulage au sol tel que précité.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures annexées.

La figure 1 illustre de façon simplifiée un aéronef ainsi qu'un ensemble d'autres véhicules sur une surface aéroportuaire.

La figure 2 représente un système d'aide au roulage au sol conforme à un mode de réalisation de l'invention.

La figure 3 illustre un exemple de détermination de positions prédites de deux aéronefs sur une surface aéroportuaire, selon un mode de réalisation de l'invention.

La figure 4 illustre un exemple de détermination de positions prédites de deux aéronefs sur une surface aéroportuaire, selon un autre mode de réalisation de l'invention.

L'aéronef 1 représenté sur la figure 1 comporte une antenne 4 permettant notamment des communications de type ADS-B (« Automatic Dépendant Surveillance Broadcast » en anglais). L'aéronef est situé sur la surface d'un aéroport, sur laquelle il peut circuler. D'autres véhicules sont aussi présents sur la surface de l'aéroport, par exemple un autre aéronef 8, un camion 9a de ravitaillement en carburant, un bus 9b de transport de passagers entre une aérogare et un aéronef, un ensemble de chariots à bagages 9c, etc. Ces autres véhicules sont équipés pour communiquer des informations par des liaisons radiofréquence de type ADS-B. L'aéronef 1 comporte un système 20 d'aide au roulage au sol.

Comme représenté sur la figure 2, le système 20 d'aide au roulage au sol comprend un dispositif 10 d'aide au roulage au sol, une unité 14 de surveillance de la situation de l'aéronef, une unité de radiocommunication 12 et un écran 18. L'unité 14 de surveillance de la situation de l'aéronef peut notamment correspondre à une centrale inertielle de l'aéronef, à une unité de type ADIRS (« Air Data Inertial Référence System » en anglais) délivrant à la fois des informations inertielles et des informations anémobarométriques de l'aéronef, ou encore à un récepteur multimode MMR (« Multi Mode Receiver » en anglais) regroupant un système inertiel ou ADIRS ainsi qu'un récepteur de navigation par satellite GNSS (« Global Navigation Satellite System » en anglais), par exemple de type GPS. Le dispositif 10 d'aide au roulage au sol est relié à l'unité 14 de surveillance de la situation de l'aéronef et à l'unité de radiocommunication 12 de l'aéronef. L'unité de radiocommunication 12 est reliée à l'antenne 4 de l'aéronef. Le dispositif 10 d'aide au roulage au sol est aussi relié à l'écran 18, lequel peut être situé dans un cockpit 3 de l'aéronef. Le dispositif 10 d'aide au roulage au sol comporte une unité de traitement 15, par exemple un processeur ou un microprocesseur. Ce dispositif 10 d'aide au roulage au sol peut en particulier être intégré dans une baie avionique 2 de l'aéronef.

En fonctionnement, le dispositif 10 d'aide au roulage au sol acquiert, de l'unité de l'unité 14 de surveillance de la position de l'aéronef, des informations relatives à la situation de l'aéronef sur la surface de l'aéroport. A partir desdites informations, le dispositif 10 détermine, à l'aide de son unité de traitement 15, des positions prédites de l'aéronef 1 pour un ensemble d'instants futurs. Ces positions prédites peuvent notamment correspondre à des positions prédites de l'aéronef le long d'une trajectoire prévisionnelle de l'aéronef déterminée par l'unité de traitement 15 en fonction desdites informations. Les différents instants de l'ensemble d'instants futurs pour lesquels sont déterminées ces positions prédites peuvent par exemple être uniformément répartis sur un horizon de temps déterminé. Afin d'éviter de générer un nombre trop élevé d'alertes intempestives, cet horizon de temps peut par exemple être choisi égal à 30 secondes, les différents instants étant répartis toutes les 2 secondes sur cet horizon de temps. Le nombre d'instants pour lesquels le dispositif 10 d'aide au roulage au sol détermine ces positions prédites est donc alors égal à 15.

Par ailleurs, les autres véhicules présents sur la surface de l'aéroport transmettent des informations de situation les concernant, par les liaisons radiofréquences de type ADS-B. Ces informations sont reçues par l'unité de radiocommunication 12, via l'antenne 4, puis elles sont acquises par le dispositif 10 d'aide au roulage au sol. Plusieurs modes de réalisation sont envisageables pour l'acquisition desdites informations par le dispositif 10 d'aide au roulage au sol. Selon un premier mode de réalisation, ces informations sont mémorisées dans l'unité de radiocommunication, laquelle les transmet au dispositif 10 d'aide au roulage au sol sur requête de celui-ci. Selon un autre mode de réalisation, lorsqu'elle reçoit des informations provenant des autres véhicules, l'unité de radiocommunication 12 diffuse ces informations sur un réseau de communication de l'aéronef auquel est également raccordé le dispositif 10 d'aide au roulage au sol, et ce dispositif acquiert et mémorise ces informations. Le dispositif 10 d'aide au roulage au sol réalise l'acquisition desdites informations de situation pour chacun des autres véhicules présents sur la surface de l'aéroport et qui transmettent de telles informations. A partir desdites informations, le dispositif 10 détermine, à l'aide de son unité de traitement 15, des positions prédites de chaque véhicule pour ledit ensemble d'instants futurs. Pour chacun des autres véhicules, le dispositif 10 d'aide au roulage au sol calcule, pour chacun desdits instants, une distance entre la position prédite de l'aéronef et la position prédite du véhicule à cet instant, puis il compare cette distance avec un seuil de distance prédéterminé. Si une distance calculée est inférieure à ce seuil de distance prédéterminé, le dispositif 10 d'aide au roulage au sol émet une alerte dans le cockpit de l'aéronef. Pour cela, il transmet une information vers un calculateur associé à l'écran 18 situé dans le cockpit, de façon à afficher une indication d'alerte sur cet écran.

Une position prédite de l'aéronef peut par exemple correspondre à une position du centre de gravité de l'aéronef ou encore à une position d'une partie située à l'avant de l'aéronef. Le choix d'une position correspondant au centre de gravité est intéressant en ce que cette position est proche des ailes de l'aéronef, ce qui permet une meilleure protection contre un risque de collision des ailes avec un autre véhicule. Le choix d'une position correspondant à une partie avant de l'aéronef est quant à lui intéressant en ce qu'il permet une meilleure protection contre un risque de collision d'une partie avant de l'aéronef avec un autre véhicule. Une position prédite d'un autre véhicule peut par exemple correspondre à une position du centre de gravité du véhicule ou encore à une position d'une partie située à l'avant du véhicule. Ces exemples de position prédite de l'aéronef et d'un autre véhicule sont donnés à titre illustratif et d'autres positions peuvent être choisies sans sortir du cadre de l'invention. Il est aussi possible de déterminer plusieurs positions prédites de l'aéronef et/ou d'un autre véhicule, ces positions prédites correspondant à plusieurs parties de l'aéronef ou du véhicule. Par exemple, pour l'aéronef, il peut être intéressant de déterminer quatre positions prédites correspondant à une partie avant de l'aéronef, aux extrémités des deux ailes et à une partie arrière de l'aéronef. Ces quatre positions présentent l'avantage de correspondre aux principales extrémités de l'aéronef. Le calcul de distances entre ces quatre positions et les positions prédites d'autres véhicules permet une meilleure protection de l'aéronef contre des risques de collision. Lorsque la position prédite correspond au centre de gravité de l'aéronef, le seuil de distance prédéterminé peut par exemple être choisi égal à 100 mètres, de façon à tenir compte de l'envergure et de la longueur de l'aéronef.

De façon avantageuse, les informations de situation de l'aéronef comprennent la position et la vitesse courante de l'aéronef et, les informations de situation de chaque autre véhicule comprennent la position et la vitesse courante dudit véhicule.

Dans un mode de réalisation représenté sur la figure 3, les informations de situation de l'aéronef 1 comprennent en outre la direction courante de l'aéronef. Cette direction courante peut être exprimée sous la forme d'un angle de cap ou de route courant de l'aéronef. Les positions prédites P1 , P2, ... P9 de l'aéronef 1 correspondant aux différents instants de l'ensemble d'instants futurs sont déterminées le long d'une trajectoire rectiligne T1 correspondant à cette direction courante. Le nombre d'instants futurs, et donc de positions prédites, a été limité à 9 afin de ne pas surcharger la figure. Sur la figure, l'aéronef 1 est représenté à sa position courante. La vitesse courante est utilisée pour déterminer les différentes positions P1 , P2, ... P9 le long de la trajectoire T1 , en faisant l'hypothèse que la vitesse de l'aéronef reste constante. L'autre véhicule représenté sur cette figure correspond à un autre aéronef 8. Pour cet autre aéronef, les informations de situation comprennent aussi, en outre, la direction courante dudit aéronef 8. Les positions prédites Q1 , Q2, ... Q9 de l'aéronef 8 correspondant aux différents instants de l'ensemble d'instants futurs sont déterminées le long d'une trajectoire rectiligne T8 correspondant à cette direction courante. Le dispositif 10 d'aide au roulage au sol calcule des distances entre les positions prédites de l'aéronef 1 et de l'autre aéronef 8 pour chacun desdits instants. Il calcule ainsi des distances D1 entre les positions P1 et Q1 , D2 entre P2 et Q2, ... D9 entre P9 et Q9. Pour la clarté de la figure, seules les distances D4 et D5 sont représentées. Les distances D4 et D5, ainsi que les distances D6 et D7 non représentées, sont inférieures à un seuil prédéterminé de distance Sd. Par conséquent, le dispositif 10 d'aide au roulage au sol, qui compare chacune des distances D1 à D9 avec ce seuil prédéterminé de distance, envoie une information vers le calculateur associé à l'écran 1 8 de façon à afficher une indication d'alerte sur l'écran 18 dans le cockpit 3 de l'aéronef 1 .

Les calculs de distance peuvent être réalisés comme indiqué ci-après. Pour cela, les coordonnées de l'aéronef 1 et d'un autre véhicule, tel que par exemple l'autre aéronef 8, sont définies dans un repère cartésien à deux dimensions défini par deux axes X et Y dans un plan correspondant à la surface de l'aéroport. La position courante de l'aéronef 1 est définie par ses coordonnées x° et y° dans ce repère. La position courante de l'autre aéronef 8 est définie par ses coordonnées x° et y° dans ce repère.

Les coordonnées de la position prédite Pk de l'aéronef 1 à un instant k de l'ensemble d'instants futurs peuvent être définies par le système d'équations suivant :

dans lequel :

Φ _! est un angle de cap ou de route correspondant à la direction courante de l'aéronef 1 ; et

d-L est la distance entre la position courante de l'aéronef 1 et ladite position prédite Pk, cette distance étant calculée à l'aide de l'équation suivante :

d ₁ = V ₁ x k x At (2) dans laquelle :

V ₁ est la vitesse de l'aéronef 1 selon son axe longitudinal ; et At est l'intervalle entre deux instants consécutifs de l'ensemble d'instants futurs.

Dans le cas particulier où lesdites informations de situation comprennent en outre l'accélération courante ^ de l'aéronef 1 selon son axe longitudinal, la distance d peut être calculée à l'aide de l'équation suivante : d ₁ = V ₁ x k x At + i x a x (k x At) ² (3)

Les coordonnées de la position prédite Qk de l'autre aéronef 8 à un instant k de l'ensemble d'instants futurs peuvent quant à elles être définies par le système d'équations suivant :

dans lequel :

φ ₈ est un angle de cap ou de route correspondant à la direction courante de l'autre aéronef 8 ; et

d ₈ est la distance entre la position courante de l'autre aéronef 8 et ladite position prédite Qk, cette distance étant calculée à l'aide de l'équation suivante :

d ₈ = V ₈ x k x At (5) dans laquelle :

V ₈ est la vitesse de l'aéronef 8 selon son axe longitudinal.

La distance Dk entre la position prédite Pk de l'aéronef 1 et la position prédite Qk de l'autre aéronef 8 à l'instant k peut être calculée à l'aide de l'équation suivante : o _k = J(x£ - x& ² + (y? - y¾ ² (6)

Lorsque D _k < S _d pour au moins un instant k de l'ensemble d'instants futurs, alors le dispositif 10 d'aide au roulage au sol envoie une information vers le calculateur associé à l'écran 18 de façon à afficher une indication d'alerte sur l'écran 18 dans le cockpit 3 de l'aéronef 1 .

Dans un autre mode de réalisation représenté sur la figure 4, l'aéronef 1 comporte un calculateur de gestion de trajectoire au sol et le dispositif 10 d'aide au roulage au sol est configuré pour acquérir, dudit calculateur de gestion de trajectoire au sol, des informations relatives à une trajectoire prévisionnelle Τ1 '. Dans l'exemple représenté sur la figure, cette trajectoire permet à l'aéronef 1 de rejoindre une aérogare 5. Le dispositif 10 d'aide au roulage au sol détermine les positions prédites P1 , P2, ... P9 de l'aéronef, pour les différents instants de l'ensemble d'instants futurs, le long de ladite trajectoire prévisionnelle en fonction de la position courante, de la vitesse courante et desdites informations relatives à la trajectoire prévisionnelle de l'aéronef. Comme dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3, les positions prédites Q1 , Q2, ... Q9 de l'autre aéronef 8 sont déterminées le long d'une trajectoire rectiligne T8' correspondant à la direction courante de l'aéronef 8. Un tel mode de réalisation présente l'avantage de déterminer les positions prédites de l'aéronef 1 le long de la trajectoire T1 ' réellement prévue pour le roulage de l'aéronef. Ainsi, dans l'exemple représenté sur la figure, les différentes distances D1 à D9 sont toutes supérieures au seuil prédéterminé de distance Sd et aucune alerte n'est donc émise dans le cockpit de l'aéronef. Un tel mode de réalisation présente donc l'avantage d'éviter l'émission d'alertes intempestives dans le cockpit.

Dans un autre mode de réalisation, non représenté sur les figures, au moins une partie des véhicules de l'ensemble d'autres véhicules sont configurés pour transmettre, par les liaisons radiofréquence de type ADS-B, des informations relatives à leurs trajectoires prévisionnelles et le dispositif d'aide au roulage au sol est configuré pour acquérir, de l'unité de radiocommunication, des informations relatives à la trajectoire prévisionnelle de chacun desdits véhicules, les positions prédites du véhicule pour les différents instants de l'ensemble d'instants futurs étant déterminées le long de ladite trajectoire prévisionnelle en fonction de sa position courante, de sa vitesse courante et desdites informations relatives à la trajectoire prévisionnelle du véhicule. Cet autre mode de réalisation peut être combiné avec la détermination des positions prédites de l'aéronef 1 le long d'une trajectoire rectiligne correspondant à sa direction courante, comme représenté sur la figure 3, ou de préférence avec la détermination desdites positions prédites de l'aéronef 1 le long d'une trajectoire prévisionnelle dudit aéronef 1 , comme représenté sur la figure 4. Dans le deuxième cas, les positions prédites, tant de l'aéronef 1 que de l'autre véhicule, sont déterminées le long de trajectoires prévisionnelles réelles, ce qui permet d'améliorer la pertinence des alertes susceptibles d'être émises dans le cockpit.

Dans un mode particulier de réalisation, l'écran d'affichage 18 est un écran d'affichage tête haute et, lors d'une alerte, ladite au moins une indication est affichée sur cet écran de façon conforme par rapport à la position du véhicule correspondant, c'est-à-dire en superposition dudit véhicule tel qu'il peut être vu par un pilote de l'aéronef à travers le pare-brise de l'aéronef. Ainsi, lorsque le pilote de l'aéronef regarde à l'extérieur de l'aéronef à travers le pare-brise, cette indication lui permet d'identifier immédiatement un véhicule pour lequel il existe un risque potentiel de collision. Cela permet au pilote de prendre les mesures adéquates pour éviter une telle collision, par exemple ralentir ou arrêter l'aéronef 1 .