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Système de vision à double caméra conçu pour permettre des atterrissages automatiques sur de petits aérodromes

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Les caméras RVB et infrarouges thermiques fonctionnant de concert peuvent être en mesure de remplacer l'équipement de radionavigation coûteux que les petits aérodromes ne peuvent se permettre.

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Une équipe de chercheurs de l'Université technique de Munich (TUM) et de Braunschweig (TUBS) a mis au point un moyen permettant aux avions d'effectuer des atterrissages automatiques sur de petits aérodromes sans avoir besoin de systèmes au sol qui ne sont normalement présents que dans de grands aéroports commerciaux.

Un système d'atterrissage aux instruments (ILS) utilise les ondes radio pour effectuer des mesures à partir de balises électriques et pour donner un guidage latéral et vertical aux pilotes. Ces mesures sont essentielles pour permettre des atterrissages automatiques. Par conséquent, les atterrissages automatiques sont impossibles sur les petits aérodromes qui ne sont pas équipés d'un système ILS coûteux.

Le nouveau système "C2Land" développé par la TUM et la TUBS en partenariat avec le gouvernement fédéral allemand, tel que décrit dans le document de recherche intitulé "Linear Blend : Data Fusion in the Image Domain for Image-based Aircraft Positioning during Landing Approach," utilise une caméra dans la plage visible normale et une caméra infrarouge, jumelée à un logiciel de traitement d'images conçu pour déterminer la position relative de l'avion par rapport à une piste, afin de remplacer efficacement les informations fournies par les systèmes ILS.

Une caméra infrarouge thermique (TIR) InfraTec VarioCam HD620 avec une résolution de 640 x 480 et un objectif de 14 mm diffusant des mesures de température en virgule flottante 24 bits, ainsi qu'une caméra RVB Photonfocus MV1-D1312C avec une résolution de 1280 x 1024 et un objectif grand angle 9 mm sont montés sous la partie avant du fuselage, un Dornier Do 128-6 et un DA42 Diamond.

Le principe de base du système C2Land est de faire passer les images RVB et TIR à travers un PC qui fait passer les deux images par des algorithmes de vision par ordinateur pour la détection et le positionnement des pistes. Les images sont synchronisées individuellement avec les informations temporelles du système mondial de navigation par satellite (GNSS), ce qui permet une surveillance précise des solutions GPS/Space Based Augmentation System (SBAS) générées par l'avion en vol.

Lorsque la piste est détectée, la distance à la piste est calculée et ces données 3D sont transmises à un serveur de navigation qui traite les signaux GPS/SBAS et calcule une solution d'atterrissage. Le système C2Land surveille ensuite cette solution d'atterrissage. Si l'écart entre les deux solutions de positionnement est trop important, le système avertit le pilote, interrompt l'atterrissage et augmente automatiquement l'altitude de l'avion pour se préparer à une autre approche d'atterrissage.

Comme le système C2Land utilise la détection optique des pistes, il pourrait également servir à surveiller et à vérifier les systèmes ILS si le système C2Land peut maintenir un contact visuel avec la piste.

Les essais de nuit ou par temps très brumeux n'ont pas encore été possibles en raison des restrictions de vol de l'avion d'essai. Cependant, les chercheurs croient que la caméra infrarouge, avec un retour sur investissement limité autour de la piste, pourrait être utilisée pour mettre en évidence les petits changements de température entre la piste et le sol environnant grâce à un algorithme de cartographie de température créé par les chercheurs. Cela pourrait permettre au système C2Land de fonctionner par faible visibilité.

La nuit, cependant, lorsque les différences de température entre la piste et le sol se seraient aplanies, l'utilisation du système C2Land serait plus difficile, disent les chercheurs.