WO1997047946A1 - Procede de pilotage d'un vehicule en vue d'effectuer un changement de cap et application du procede au contournement lateral d'une zone - Google Patents

Procede de pilotage d'un vehicule en vue d'effectuer un changement de cap et application du procede au contournement lateral d'une zone Download PDF

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WO1997047946A1
WO1997047946A1 PCT/FR1997/000970 FR9700970W WO9747946A1 WO 1997047946 A1 WO1997047946 A1 WO 1997047946A1 FR 9700970 W FR9700970 W FR 9700970W WO 9747946 A1 WO9747946 A1 WO 9747946A1
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Guy Deker
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Sextant Avionique
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/0202—Control of position or course in two dimensions specially adapted to 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

Definitions

  • the present invention relates to a method of driving a vehicle along a trajectory comprising two non-aligned road segments defining a change of course, with compulsory overflight of the point common to the two segments.
  • the present invention aims to eliminate these drawbacks. To this end, it proposes a method of piloting a vehicle with a view to effecting a change of course, the vehicle following a first portion of rectilinear route, to join a second portion of rectilinear route forming a predetermined angle with the first portion of road, passing through the junction point between the two road sections.
  • this method is caracté ⁇ sé in that it comprises the calculation and the follow-up by the vehicle of a curved course of change of course passing by said junction point, the center of gyration of which is located on the interior bisector the angle formed by the two road sections.
  • the method according to the invention comprises the calculation and monitoring of two portions of the connecting curve trajectory, respectively between the first portion of the route and the course for changing course, and between the latter and the second portion of the route, these two portions of the connecting trajectory having the same radius of curvature as that of the trajectory for changing course, and being tangent thereto and respectively to the two portions of road.
  • the invention also relates to a method for avoiding a fixed polygonal zone applying the method of changing course at each angle of the polygonal zone.
  • the avoidance process aims to determine the new route to follow, minimizing the distance to be traveled. To this end, it includes the following steps:
  • FIG. 1 schematically represents the electronic equipment on board an aerodyne making it possible to implement the avoidance method according to the invention
  • Figure 2 shows schematically the algorithm executed to implement the avoidance method
  • FIG. 3 shows a prohibited area on the route of an aerodyne to illustrate the avoidance process
  • FIG. 4 schematically represents the transition trajectory between two sections of road according to the prior art
  • FIG. 5 shows the course for changing course developed by the piloting method according to the invention.
  • FIG. 6 shows the optimized transition trajectory in the case of two close heading changes.
  • the avoidance method according to the invention is particularly designed to be executed by a computer 4 installed on board an aerodyne, which is coupled via a data transmission bus 5 called "airplane bus", to navigation equipment including an automatic pilot device 14 and navigation instruments 16, to a data transmission device 15, for example Data-Link, as well as to a human interface device / machine (HMI) 6 comprising a control element and signaling elements, such as a display screen 7 and a loudspeaker 8 installed in the cockpit.
  • a computer 4 installed on board an aerodyne, which is coupled via a data transmission bus 5 called "airplane bus", to navigation equipment including an automatic pilot device 14 and navigation instruments 16, to a data transmission device 15, for example Data-Link, as well as to a human interface device / machine (HMI) 6 comprising a control element and signaling elements, such as a display screen 7 and a loudspeaker 8 installed in the cockpit.
  • HMI human interface device / machine
  • the automatic piloting device 14 comprises a memory in which the planned trajectory of the aerodyne is recorded, consisting of a succession of straight line segments between the starting point and the destination point, and trajectories of transition to connect one segment to another.
  • the data transmission device 15 is capable of receiving information indicating that overflight of an air zone indicated for example by its name is temporarily prohibited. Furthermore, the computer 4 is for example coupled to a geographic navigation database 9 in which the contours of the aerial areas of the territory normally overflown by the aerodyne are stored. The pilot of the aerodyne can also enter the contours of the prohibited area himself by means of the man / machine interface 6.
  • the algorithm shown in FIG. 2 is executed by the computer 4 installed on board the aerodyne. It consists first of all in acquiring the data supplied by the data transmission device 15 and by the pilot via the man / machine interface device 6 (step 21). When information relating to the prohibition on crossing an air zone is received, the computer 4 proceeds to locate the route defined by the planned flight plan, with respect to the prohibited zone. For this, when the information received is not supplemented by a definition of the contour of the area, the computer 4 will search for this information in its database 9, and access the definition of the planned flight plan, which is by example memorized by the automatic piloting device 14 (step 22).
  • the computer 4 sends in step 23 a message intended for the display 7 to warn the pilot that the route 2 to be traveled by the aerodyne 1 crosses a prohibited area 10 (FIG. 3).
  • This information can be supplemented by the display on screen 7 of the map of the region overflown with an indication in overprint of the prohibited area and possibly its characteristics.
  • the computer then triggers the calculation of an avoidance trajectory (step 24) which firstly consists in modeling the contours of the prohibited area 10. This modeling consists in assimilating the outline of the area 10 to a polygon, then eliminating the concave angles of the polygon and the too short sides, so as to obtain a polygon 11 entirely convex.
  • the computer 4 positions the planned route 2 with respect to the modeled contours from zone 10. These portions of the route deviate from the planned route 2 by a predetermined angle of 45 degrees or 30 degrees depending on the air regulations in force in the region overflown, and join points B2, A2 respectively. of polygon 11 closest to planned route 2 on either side of entry point Z of planned route 2 in polygon 11.
  • the computer 4 executes the algorithm from step 29 where the display of a message "automatic avoidance impossible" is triggered. Otherwise, the computer 4 then determines the port portions of port B3-B4 and starboard A3-A4 back to the planned route 2. These portions of route join the planned route with an angle ⁇ and are connected to the polygon 11 respectively. at points B3, A3 closest to the planned route 2, on either side of the exit point Z 'of the planned route 2 of the polygon 11.
  • the computer 4 calculates the length of each of the two new routes B1-A1-A2-A3-A4, B1-B2-B3-B4-A4, to select the shortest, and if these two new routes are equal length, we choose the one that is windward from zone 10.
  • the selected avoidance route makes it possible to modify the initial flight plan provided by the automatic piloting device 14, which can be displayed on the screen 7, with validation request by the pilot.
  • step 25 the computer 4 waits for the pilot's validation of the new flight plan including the selected avoidance route A1-A4, and this until the exit point A1 of route 2 originally planned 2 (step 26). While waiting, the computer 4 calculates and displays the value of the distance from this exit point A1, taking into account the current position of the aerodyne 1, this value being refreshed periodically (step 27). If during this wait, the pilot has validated the new flight plan, it is sent to the automatic piloting device 14 to replace that 2 initially planned, which then becomes active (step 28). This new flight plan allows automatic zone avoidance if the flight plan management and autopilot systems in lateral mode are in operation.
  • step 29 a message to the pilot to indicate that this exit point has been exceeded and that the avoidance of the area is now impossible.
  • step 30 calculates the distance between the current position of the aerodyne 1 and the entry point Z into the forbidden zone delimited by the polygon 12. As long as the aerodyne 1 has not reached the point Z, this distance is displayed with periodic refresh (step 31).
  • step 32 the computer 4 sends an alert message which signals to the pilot that the aerodyne 1 is in a prohibited area (step 32).
  • the computer 4 then waits for the exit from the forbidden zone 10, taking into account the position of the exit point Z 'of this zone, as well as the current position and the speed of the aerodyne 1 (step 33 ), before returning to step 18 of data acquisition, with erasure of the alert message.
  • step 28 Before sending the new flight plan to the automatic piloting device, but after validation by the pilot, the computer 4 proceeds to step 28 in calculating the trajectory allowing the monitoring of this new flight plan, and in particular, the transition trajectories making it possible to pass from one section of route of the flight plan to another.
  • the transition at the heading change points such as A1 and A4, outside the contours of the polygonal zone 11 is done conventionally by the inside of the turn, by determining a circle of predetermined radius tangent to the two sections of road to link.
  • the computer 4 will therefore, according to the invention, develop a trajectory passing through the outside of the turn and through the turning point.
  • FIG. 5 showing two sections of road connected to a point A, forming an angle ⁇ , and implying a change of course by an angle A ⁇
  • the computer 4 calculates a curved trajectory 17 passing through point A, of which the center of gyration O is located on the interior bisector 3 of angle ⁇ and at a distance R from point A.
  • This distance R corresponds to the radius of gyration of the curved trajectory 17, which is determined as a function of the speed of l 'aerodyne 1 which must make the turn with a predetermined roll angle.
  • the connecting trajectory 18 making it possible to connect the section R1 with the trajectory curve 17 is formed by a portion of a curved trajectory with the same radius of gyration R, and is tangent in T1 to the section of road R1 and in T2 to the curved trajectory 17.
  • the connecting trajectory 19 is a portion of curved trajectory of turning radius R, which is tangent in T3 to the curved path 17 and in T4 to the road section R2.
  • the points T2 and T3 correspond to the point of intersection of the curved trajectory 17 with the perpendicular bisectors of the segments d delimited by the points of intersection 11, I2, 13, 14 of lines perpendicular to the road sections R1 , R2, passing through the center of gyration O, with the road sections R1, R2 and the curved path 17.
  • FIG. 6 shows three road sections R1, R2, R3 connected by points A and B, and forming angles A and B at et and ⁇ '.
  • two curved trajectories 17, 17 ′ passing respectively through A and B are calculated, and having a center of gyration O, O ′ and a radius of gyration R, these two curved trajectories joining respectively the road sections R1 and R3 at points T1 and T4 'by two connecting paths 18, 19'.

Abstract

Pour le pilotage d'un véhicule en vue d'effectuer un changement de cap, le véhicule (1) suivant une première portion de route (R1) rectiligne, pour rejoindre une seconde portion de route (R2) rectiligne formant un angle prédéterminé (υ) avec la première portion de route (R1), en passant par le point de jonction (A) entre les deux portions de route (R1, R2), le procédé selon l'invention comprend le calcul et le suivi par le véhicule (1) d'une trajectoire courbe (17) de changement de cap passant par ledit point de jonction (A), dont le centre de giration (O) se trouve sur la bissectrice intérieure (3) de l'angle (υ) formé par les deux points de route (R1, R2).

Description

PROCEDE DE PILOTAGE D'UN VEHICULE EN VUE D'EFFECTUER UN CHANGEMENT DE CAP ET APPLICATION DU PROCEDE AU CONTOURNEMENT LATERAL D'UNE ZONE.
La présente invention concerne un procédé de pilotage d'un véhicule suivant une trajectoire comprenant deux segments de route non alignés définissant un changement de cap, avec survol obligatoire du point commun aux deux segments.
Elle s'applique notamment, mais non exclusivement, au pilotage d'un aérodyne dont la route suivie est généralement définie par un ensemble de points de passage reliés par des segments de trajectoire rectilignes, ces points de passage ou "waypoint" indiquant des changements de cap.
Ces changements cap doivent généralement être effectués avec un rayon de giration prédéterminé, par exemple qui varie en fonction de la vitesse de l'aérodyne de manière à conserver un angle de roulis constant. Pour respecter un rayon de giration prédéterminé, il est donc nécessaire, de commencer le virage soit avant le point de passage, auquel cas l'aérodyne se trouvera à l'intérieur du virage prévu, soit au moment du survol du point de passage, auquel cas l'aérodyne se trouvera après survol du point de passage, à l'extérieur du virage prévu et devra suivre ensuite une trajectoire de rejointe vers la route initialement prévue.
Dans le second cas, il s'avère, comme représenté sur la figure 4, que lors de son changement de cap Aψ , au moment du survol du point de passage, l'aérodyne s'éloigne significativement de la route prévue R1 , R2, et se retrouve même à une distance d relativement importante de celle-ci, ce qui d'une part entraîne un allongement de trajectoire relativement important, et d'autre part n'est pas souhaitable vis-à-vis de la surveillance et du contrôle aérien (respect de marges latérales de largeur variables).
La présente invention a pour but de supprimer ces inconvénients. A cet effet, elle propose un procédé de pilotage d'un véhicule en vue d'effectuer un changement de cap, le véhicule suivant une première portion de route rectiligne, pour rejoindre une seconde portion de route rectiligne formant un angle prédéterminé avec la première portion de route, en passant par le point de jonction entre les deux portions de route. Selon l'invention, ce procédé est caractéπsé en ce qu'il comprend le calcul et le suivi par le véhicule d'une trajectoire courbe de changement de cap passant par ledit point de jonction, dont le centre de giration se trouve sur la bissectrice intérieure de l'angle formé par les deux portions de route.
Une telle trajectoire de changement de cap offre de nombreux avantages par rapport à la trajectoire de l'art antérieur illustrée par la figure 4. En effet, elle permet de réaliser un gain de plusieurs secondes (jusqu'à 35 secondes ou 4,5 milles nautiques pour un virage à 90 degrés). Elle s'écarte moins de la route prévue définie par les tronçons de route rectilignes (moins de 30% de l'écart induit par la trajectoire de transition classique), ce qui présente un intérêt important pour la surveillance et le contrôle aérien. Elle présente également un risque moindre d'aboutir à des enchaînements de virages qui s'entrecroisent si les segments de route sont courts.
Par ailleurs, si on compare cette trajectoire de changement de cap avec la trajectoire classique qui est constituée par une courbe tangente aux deux portions de route, située à l'intérieur du virage, on constate que la trajectoire selon l'invention s'écarte moins des portions de route que la trajectoire classique.
Avantageusement, le procédé selon l'invention comprend le calcul et le suivi de deux portions de trajectoire courbe de liaison, respectivement entre la première portion de route et la trajectoire de changement de cap, et entre celle-ci et la seconde portion de route, ces deux portions de trajectoire de liaison ayant le même rayon de courbure que celui de la trajectoire de changement de cap, et étant tangents à celle-ci et respectivement aux deux portions de route.
L'invention concerne également un procédé d'évitement d'une zone polygonale fixe appliquant le procédé de changement de cap à chaque angle de la zone polygonale.
Il s'avère en effet nécessaire dans certains cas de contourner une zone avec interdiction d'y pénétrer. De tels cas se présentent notamment lorsque survient l'interdiction de survoler une zone de l'espace aérien, comme une zone militaire, ou un état. Le procédé d'evitement vise à déterminer la nouvelle route à suivre, en réduisant au maximum la distance à parcourir. A cet effet, il comprend les étapes suivantes :
- la modélisation du contour de la zone à éviter par une forme polygonale convexe, par approximation du contour de la zone par une succession de segments, et élimination des points de concavité et des segments trop courts,
- la localisation de la route prévue par rapport à la zone modélisée,
- le calcul de tronçons de route bâbord et tribord de sortie et de retour à la route prévue, formant un angle prédéterminé avec celle-ci et rejoignant le point anguleux de la forme polygonale le plus proche de la route prévue, de manière à obtenir deux routes d'evitement bâbord et tribord formées par les tronçons de route de sortie et retour et par les portions du contour modélisé reliant respectivement les tronçons de route de transition bâbord et tribord de sortie et de retour, et
- la sélection d'une des deux routes d'evitement bâbord ou tribord.
Grâce à ces dispositions, la trajectoire suivie passe au plus près des limites de la zone sans jamais y pénétrer.
Un mode de réalisation du procédé selon l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 représente schematiquement l'équipement électronique embarqué à bord d'un aérodyne permettant de mettre en oeuvre le procédé d'evitement selon l'invention ;
La figure 2 montre schematiquement l'algorithme exécuté pour mettre en oeuvre le procédé d'evitement ;
La figure 3 montre une zone interdite se situant sur la route d'un aérodyne pour illustrer le procédé d'evitement ; La figure 4 représente schematiquement la trajectoire de transition entre deux tronçons de route selon l'art antérieur ;
La figure 5 montre la trajectoire de changement de cap élaborée par le procédé de pilotage selon l'invention ; et
La figure 6 montre la trajectoire de transition optimisée dans le cas de deux changements de cap proches.
Tel que représenté sur la figure 1 , le procédé d'evitement selon l'invention est particulièrement conçu pour être exécuté par un calculateur 4 installé à bord d'un aérodyne, qui est couplé par l'intermédiaire d'un bus de transmission de données 5 appelé "bus avion", aux équipements de navigation incluant un dispositif de pilotage automatique 14 et des instruments de navigation 16, à un dispositif de transmission de données 15, par exemple Data-Link, ainsi qu'à un dispositif d'interface homme/machine (IHM) 6 comprenant un élément de commande et des éléments de signalisation, tel qu'un écran de visualisation 7 et un haut-parleur 8 installés dans le cockpit.
D'une manière connue, le dispositif de pilotage automatique 14 comprend une mémoire dans laquelle est enregistrée la trajectoire prévue de l'aérodyne constituée d'une succession de segments de droite entre le point de départ et le point de destination, et de trajectoires de transition permettant de relier un segment à l'autre.
Le dispositif de transmission de données 15 est susceptible de recevoir des informations indiquant que le survol d'une zone aérienne indiquée par exemple par son nom est momentanément interdit. Par ailleurs, le calculateur 4 est par exemple couplé à une base de données géographiques de navigation 9 dans laquelle sont mémorisés notamment les contours des zones aériennes du territoire normalement survolé par l'aérodyne. Le pilote de l'aérodyne peut également introduire lui-même les contours de la zone interdite au moyen de l'interface homme/machine 6.
L'algorithme montré sur la figure 2 est exécuté par le calculateur 4 installé à bord de l'aérodyne. Il consiste tout d'abord à acquérir les données fournies par le dispositif de transmission de données 15 et par le pilote par l'intermédiaire du dispositif d'interface homme/machine 6 (étape 21 ). Lorsqu'une information relative à l'interdiction de traversée d'une zone aérienne est reçue, le calculateur 4 procède à la localisation de la route définie par le plan de vol prévu, par rapport à la zone interdite. Pour cela, lorsque l'information reçue n'est pas complétée par une définition du contour de la zone, le calculateur 4 va rechercher ces informations dans sa base de données 9, et accède à la définition du plan de vol prévu, lequel est par exemple mémorisé par le dispositif de pilotage automatique 14 (étape 22).
Si l'aérodyne ne va pas pénétrer dans la zone interdite, on revient au début 20 de l'algorithme pour poursuivre l'analyse des informations fournies par le dispositif de transmission de données 15 et par l'IHM 6. Dans le cas contraire, le calculateur 4 envoie à l'étape 23 un message destiné à l'afficheur 7 pour avertir le pilote que la route 2 à parcourir par l'aérodyne 1 traverse une zone interdite 10 (figure 3). Cette information peut être complétée par la l'affichage sur l'écran 7 de la carte de la région survolée avec indication en surimpression de la zone interdite et éventuellement de ses caractéristiques.
Le calculateur déclenche ensuite le calcul d'une trajectoire d'evitement (étape 24) qui consiste tout d'abord, à modéliser les contours de la zone interdite 10. Cette modélisation consiste à assimiler le contour de la zone 10 à un polygone, puis à éliminer les angles concaves du polygone et les côtés trop courts, de manière à obtenir un polygone 11 entièrement convexe.
Il s'agit ensuite de déterminer les portions de route bâbord B1-B2 et tribord A1- A2 de sortie de la route prévue pour éviter la zone interdite 10. A cet effet, le calculateur 4 positionne la route 2 prévue par rapport aux contours modélisés de la zone 10. Ces portions de route s'écartent de la route prévue 2 d'un angle a prédéterminé de 45 degrés ou 30 degrés en fonction de la réglementation aérienne en vigueur dans la région survolée, et rejoignent respectivement les points B2, A2 du polygone 11 les plus proches de la route prévue 2 de part et d'autre du point d'entrée Z de la route prévue 2 dans le polygone 11.
Cependant, il peut s'avérer qu'il soit impossible de déterminer les portions de route de sortie, lorsque l'aérodyne 1 se trouve trop proche de la zone interdite 10. Cette situation se produit lorsque l'angle de sortie de la route initiale qui permet d'éviter la zone est supérieur à un angle α prédéterminé. Lorsque ce cas se produit, le calculateur 4 exécute l'algorithme à partir de l'étape 29 où est déclenché l'affichage d'un message "évitement automatique impossible". Dans le cas contraire, le calculateur 4 détermine ensuite les portions de route bâbord B3-B4 et tribord A3-A4 de retour à la route prévue 2. Ces portions de route rejoignent la route prévue avec un angle α et sont reliées au polygone 11 respectivement aux points B3, A3 les plus proches de la route prévue 2, de part et d'autre du point de sortie Z' de la route prévue 2 du polygone 11.
Pour déterminer complètement les routes d'evitement tribord A1-A4 et bâbord B1-B4 de la zone interdite 10, il suffit ensuite de relier respectivement les portions de route de sortie tribord A1-A2 et bâbord B1-B2 aux portions de route de retour tribord A3-A4 et bâbord B3-B4 par les portions de contour A2-A3, B2- B3 du polygone 11 reliant les points respectivement A2 et A3, et B2 et B3.
Les points de sortie de route tribord A1 et bâbord B1 pouvant être différents, de même que les points de retour tribord A4 et bâbord B4 sur la route prévue, il importe de reconstituer des routes d'evitement ayant les mêmes points d'extrémité. Ainsi, si A1 est plus rapproché de la zone que B1 , comme dans la figure 3, on rajoute le segment B1-A1 à la trajectoire tribord A1-A2-A3-A4. De même, si le point de retour B4 est plus proche de la zone que A4, on rajoute le segment B4-A4 à la trajectoire bâbord B1-B2-B3-B4.
Il s'agit ensuite de choisir l'une des deux routes d'evitement tribord A1-A4 et bâbord B1-B4 ainsi déterminées. Pour cela, le calculateur 4 calcule la longueur de chacune des deux nouvelles routes B1-A1-A2-A3-A4, B1-B2-B3-B4-A4, pour sélectionner la plus courte, et si ces deux nouvelles routes sont d'égale longueur, on choisit celle qui se trouve au vent de la zone 10.
La route d'evitement sélectionnée permet de modifier le plan de vol initial fourni par le dispositif de pilotage automatique 14, qui peut être affiché sur l'écran 7, avec demande de validation par le pilote.
A l'étape 25, le calculateur 4 se met en attente de la validation par le pilote du nouveau plan de vol incluant la route d'evitement A1-A4 sélectionnée, et ce jusqu'à ce que soit dépassé le point de sortie A1 de la route 2 initialement prévue 2 (étape 26). Pendant cette attente, le calculateur 4 calcule et affiche la valeur de la distance de ce point de sortie A1 , compte tenu de la position courante de l'aérodyne 1 , cette valeur étant rafraîchie périodiquement (étape 27). Si pendant cette attente, le pilote a validé le nouveau plan de vol, celui-ci est envoyé au dispositif de pilotage automatique 14 en remplacement de celui 2 initialement prévu, qui devient alors actif (étape 28). Ce nouveau plan de vol permet l'evitement automatique de la zone si les systèmes de gestion de plan de vol et de pilotage automatique en mode latéral sont en fonction.
Si le pilote n'a pas validé le nouveau plan de vol avant le franchissement du point de sortie A1 , le calculateur 4 envoie à l'étape 29 un message au pilote pour indiquer que ce point de sortie est dépassé et que l'evitement de la zone est maintenant impossible. Ensuite, à l'étape 30, il calcule la distance entre la position courante de l'aérodyne 1 et le point Z d'entrée dans la zone interdite délimitée par le polygone 12. Tant que l'aérodyne 1 n'a pas atteint le point Z, cette distance est affichée avec rafraîchissement périodique (étape 31 ). Lorsque ce point Z est franchi, le calculateur 4 envoie un message d'alerte qui signale au pilote que l'aérodyne 1 se trouve dans une zone interdite (étape 32). Le calculateur 4 se met ensuite en attente de la sortie de la zone interdite 10, compte tenu de la position du point de sortie Z' de cette zone, ainsi que de la position courante et de la vitesse de l'aérodyne 1 (étape 33), avant de revenir à l'étape 18 d'acquisition des données, avec effacement du message d'alerte.
Avant l'envoi du nouveau plan de vol au dispositif de pilotage automatique, mais après validation par le pilote, le calculateur 4 procède à l'étape 28 au calcul de la trajectoire permettant le suivi de ce nouveau plan de vol, et en particulier, les trajectoires de transition permettant de passer d'un tronçon de route du plan de vol à un autre.
La transition au niveau des points de changement de cap tels que A1 et A4, en dehors des contours de la zone polygonale 11 se fait de manière classique par l'intérieur du virage, en déterminant un cercle de rayon prédéterminé tangent aux deux tronçons de route à relier.
Lorsqu'il s'agit de points de changement de cap appartenant au contour de la zone polygonale convexe 11 , il n'est pas possible d'effectuer le changement de cap par l'intérieur du virage, car cela implique de pénétrer dans la zone interdite 10. Le calculateur 4 va donc, selon l'invention, élaborer une trajectoire passant par l'extérieur du virage et par le point de virage. Tel que représenté sur la figure 5 montrant deux tronçons de route reliés à un point A, formant un angle θ , et impliquant un changement de cap d'un angle Aψ , le calculateur 4 calcule une trajectoire courbe 17 passant par le point A, dont le centre de giration O est situé sur la bissectrice intérieure 3 de l'angle θ et à une distance R du point A. Cette distance R correspond au rayon de giration de la trajectoire courbe 17, qui est déterminé en fonction de la vitesse de l'aérodyne 1 qui doit effectuer le virage avec un angle de roulis prédéterminé.
II s'agit ensuite de déterminer les portions de trajectoire de liaison 18, 19 entre les trajectoires rectilignes le long des tronçons de route R1 , R2, et la trajectoire courbe 17. La trajectoire de liaison 18 permettant de relier le tronçon R1 avec la trajectoire courbe 17 est constituée par une portion de trajectoire courbe de même rayon de giration R, et est tangente en T1 au tronçon de route R1 et en T2 à la trajectoire courbe 17. De même la trajectoire de liaison 19 est une portion de trajectoire courbe de rayon de giration R, qui est tangente en T3 à la trajectoire courbe 17 et en T4 au tronçon de route R2.
Il est à noter que les points T2 et T3 correspondent au point d'intersection de la trajectoire courbe 17 avec les médiatrices des segments d délimités respectivement par les points d'intersection 11 , I2, 13, 14 de droites perpendiculaires aux tronçons de route R1 , R2, passant par le centre de giration O, avec les tronçons de route R1 , R2 et la trajectoire courbe 17.
On peut également remarquer sur la figure 6 que le procédé selon l'invention convient parfaitement lorsque l'on se trouve en présence de deux points A, B de changement de cap rapprochés. Cette figure montre trois tronçons de route R1 , R2, R3 reliés par les points A et B, et formant en A et B des angles θ et θ'. Comme précédemment, pour effectuer ces deux changements de cap, on calcule deux trajectoires courbes 17, 17' passant respectivement par A et B, et présentant un centre de giration O, O' et un rayon de giration R, ces deux trajectoires courbes rejoignant respectivement les tronçons de route R1 et R3 aux points T1 et T4' par deux trajectoires de liaison 18, 19'.
Dans l'exemple de la figure 6, il n'est pas possible de relier les trajectoires courbes 17, 17' au tronçon de route R2, celui-ci étant trop court. Dans ce cas, il suffit de relier les deux trajectoires 17, 17' par une trajectoire de liaison 20 tangente à celles-ci aux points T5 et T5'. Si l'on compare la trajectoire de la figure 4 avec celles illustrées par les figures 5 et 6, ces dernières s'écartent beaucoup moins de la route R1-R2 prévue et rejoignent celle-ci beaucoup plus rapidement, ce qui permet une surveillance et un contrôle aérien plus efficace.
Ainsi, l'écart dans le cas d'un contoumement avec survol classique du point (figure 4) est égal à R(1-cos Aψ ). Dans la solution proposée par l'invention, cet écart n'est plus que de R(1-cosΔ^ 12), soit environ trois fois plus petit à Aψ = 90 degrés.
Par ailleurs, dans le cas d'un tronçon de route R2 court, d'après la figure 6, on reste proche de la route prévue. Par contre dans le cas de la figure 4, il apparaît clairement qu'on aura du mal à rejoindre le tronçon de route R3 suivant.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de pilotage d'un véhicule en vue d'effectuer un changement de cap, le véhicule (1 ) suivant une première portion de route (R1 ) rectiligne, pour rejoindre une seconde portion de route (R2) rectiligne formant un angle prédéterminé ( θ) avec la première portion de route (R1 ), en passant par le point de jonction (A) entre les deux portions de route (R1 , R2), caractérisé en ce qu'il comprend le calcul et le suivi par le véhicule (1) d'une trajectoire courbe (17) de changement de cap passant par ledit point de jonction (A), dont le centre de giration (O) se trouve sur la bissectrice intérieure (3) de l'angle (θ) formé par les deux portions de route (R1 , R2).
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend en outre le calcul et le suivi de deux portions de trajectoire courbe de liaison (18, 19), respectivement entre la première portion de route (R1) et la trajectoire de changement de cap (17), et entre celle-ci et la seconde portion de route (R2), ces deux portions de trajectoire de liaison (18, 19) ayant le même rayon de giration (R) que celui de la trajectoire de changement de cap (17), et étant tangentes à celle-ci et respectivement aux deux portions de route (R1 , R2).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, dans le cas de deux changements de cap rapprochés (A, B), il comprend en outre le calcul et le suivi d'une seconde trajectoire courbe de changement de cap (17') reliée à la première trajectoire de changement de cap (17) par une trajectoire de liaison (20) rectiligne tangente aux deux trajectoires courbes de changement de cap (17, 17').
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rayon de giration (R) est calculé en fonction de la vitesse du véhicule (1 ) de manière à respecter un angle de roulis prédéterminé du véhicule.
5. Procédé pour l'evitement latéral par un véhicule d'une zone interdite (10) par le suivi d'une route d'evitement comprenant une succession de changements de cap, ledit procédé appliquant le procédé de pilotage selon l'une des revendications précédentes à chaque point de changement de cap de la route, caractérisé en ce qu'il comprend une phase (24) de calcul de la route d'evitement comprenant :
- la modélisation du contour de la zone à éviter (10) par une forme polygonale convexe (11 ), par approximation du contour de la zone par une succession de segments, et élimination des points de concavité et des segments trop courts,
la localisation de la route prévue (2) par rapport à la zone modélisée (11 ),
- le calcul de tronçons de route bâbord et tribord de sortie et de retour (A1-A2, B1-B2, A3-A4, B3-B4) à la route prévue (2), formant un angle (α) prédéterminé avec celle-ci et rejoignant un point anguleux (A2, B2, A3, B3) du contour polygonal (11 ), de manière à obtenir deux routes d'evitement bâbord (B1-B4) et tribord (A1-A4) formées par les tronçons de route de sortie (A1-A2, B1 , B2) et de retour (A3-A4, B3-B4) et par les portions (A2- A3, B2-B3) du contour modélisé (11 ) reliant respectivement les tronçons de route bâbord et tribord de sortie et de retour (A1 -A2, B1-B2, A3-A4, B3-B4), et
- la sélection d'une (A1-A4) des deux routes d'evitement bâbord (B1-B4) et tribord (A1 -A4).
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les tronçons de route bâbord et tribord de sortie et de retour (A1-A2, B1-B2, A3-A4, B3-B4) relient la route prévue (2) respectivement aux points anguleux (A2, B2, A3, B3) du contour polygonal (11 ), situés de part et d'autre de la route prévue, et les plus proches des points d'intersection (Z, Z') de la route prévue (2) avec le contour polygonal (11 ).
7. Procédé selon la revendication 5 ou 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'ajout aux deux routes d'evitement tribord (A1-A4) et bâbord (B1-B4) de tronçons (B1-A1 , B4-A4) de la route initiale (2) de manière à ce que les deux routes d'evitement aient les mêmes extrémités, le calcul et la comparaison de la longueur des routes d'evitement bâbord (B1-B4-A4) et tribord (B1-A1-A4) obtenues, la route d'evitement (B1- A1-A4) la plus courte étant sélectionnée.
8. Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend une étape préalable de recherche du tronçon de la route prévue (2) traversant la zone interdite (10), et de calcul du point d'entrée (Z) prévu dans ladite zone, le calcul de la route d'evitement étant effectué si le véhicule (1 ) se trouve suffisamment éloigné du point d'entrée prévu (Z) compte tenu de la vitesse du véhicule.
9. Procédé selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre périodiquement le calcul et l'affichage (27) de la distance entre la position courante du véhicule (1 ) et le point de sortie (A1 ) de la route initiale (2) vers la route d'evitement (A1 -A4) sélectionnée, l'activation (28) de la nouvelle route incluant la route d'evitement sélectionnée étant effectuée si cette nouvelle route a été validée.
10. Procédé selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend périodiquement le calcul et l'affichage (31 ) de la distance entre la position courante du véhicule (1 ) et de la zone à éviter (10), si le point de sortie (A1 ) est dépassé sans que la nouvelle route ait été validée, et l'affichage (32) d'un message d'alerte lorsque le véhicule (1 ) pénètre dans la zone à éviter (10).
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