Un meilleur traitement de l’image pour les systèmes d’atterrissage des aéronefs
Les phases d’approche et d’atterrissage sont des phases critiques et difficiles du vol. Il ressort du rapport de sécurité 2022 de l’IATA que 43 % des accidents mortels survenus dans l’aviation commerciale entre 2012 et 2022 ont eu lieu au cours de ces deux phases. Les atterrissages ont généralement lieu dans un espace aérien dense, dans un large éventail de conditions météorologiques et à proximité de reliefs et d’obstacles. Le niveau de fatigue des pilotes, qui arrivent à la fin de leur vol et souvent de leur journée de travail, est à son paroxysme, ce qui augmente le risque d’erreur humaine. «La fatigue combinée à une lourde charge de travail est un cocktail mortel qui peut déclencher une séquence d’événements qui est à l’origine d’accidents», explique Heikki Deschacht, spécialiste des programmes d’électronique et d’innovation à ScioTeq(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et coordinateur du projet IMBALS(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). L’automatisation est généralement considérée comme une mesure d’atténuation de ce risque, mais l’état actuel de la technique dans le domaine de l’atterrissage automatisé repose sur une infrastructure au sol dont de nombreux aéroports ne sont pas dotés. Les systèmes d’atterrissage fondés sur l’image constituent un développement technologique prometteur qui pourrait aider les pilotes pendant les phases d’approche et d’atterrissage, en renforçant l’automatisation de ces phases et en réduisant le risque d’erreur humaine, sans dépendre d’une infrastructure au sol onéreuse. Dans le cadre du projet IMBALS, financé par l’UE, les chercheurs ont mis au point, validé et vérifié un nouveau système de traitement de l’image qui aidera les avions à atterrir de manière automatisée.
Repérer la piste
La plateforme de traitement de l’image (IPP pour «Image Processing Platform») d’IMBALS traite les images fournies par un système de caméra embarqué, éliminant ainsi le besoin d’aides à l’atterrissage équipées d’instruments de précision au sol et d’autres dispositifs d’assistance. L’IPP analyse les images provenant d’une caméra installée dans le nez de l’avion, reconnaît la piste et estime ensuite la position relative de l’appareil par rapport à celle-ci. La position calculée par l’IPP est alors affichée sur les écrans du cockpit et indique la position réelle de l’appareil à l’équipage. Les systèmes de l’avion utilisent également le calcul de la position de l’IPP pour piloter l’appareil de manière autonome pendant les phases d’approche et d’atterrissage.
Progrès réalisés tout au long du projet
Le consortium IMBALS a collaboré avec Airbus pour comprendre les exigences d’une fonction d’atterrissage fondée sur l’image destinée aux gros-porteurs de prochaine génération, avant d’élaborer le plan de validation et de vérification de la technologie. Il a testé le concept et les algorithmes d’un système d’atterrissage fondé sur l’image sur un système embarqué certifiable en ayant recours à des simulateurs de vol et à des vidéos réelles préenregistrées.
Preuve de concept et perspectives de recherche
Le projet IMBALS a démontré avec succès le potentiel de cette technologie. «Grâce au capteur de la caméra et aux propriétés des données du système, l’IPP est capable d’estimer la position de la caméra par rapport à la piste avec une précision et une efficacité suffisantes pour automatiser les phases d’approche et d’atterrissage», ajoute Heikki Deschacht. Par temps dégagé, l’IPP est en mesure de détecter la piste à une distance de près 6 km et de produire des données de position précises dans les 3 derniers km de l’approche. La validation par Airbus a démontré que la fonction de pilotage automatique peut utiliser le guidage fourni par l’IPP, permettant ainsi un atterrissage automatisé. Les résultats d’IMBALS ont également prouvé que le traitement de l’image fonctionne bien avec des images prises par des caméras réelles. «Ce constat est une première grande réalisation qui nous motive à poursuivre nos recherches sur cette technologie», fait remarquer Heikki Deschacht. ScioTeq, le coordinateur du projet IMBALS, axe ses efforts de R&D de suivi sur la création d’un système avionique ouvert certifiable doté de capacités de traitement de l’image. «Ce système ouvert permettra à nos clients de développer et d’héberger une large gamme d’applications de traitement de l’image, de sorte que les avantages du traitement de l’image ne se limitent pas uniquement à l’atterrissage fondé sur l’image», précise Heikki Deschacht.
