Procedimiento y sistema de estimación de una trayectoria de un móvil.

Procedimiento de estimación de una trayectoria de un móvil (3) en un entorno real de navegación que comprende,

la facilitación (E20), por una herramienta de simulación numérica (M2) que modela el móvil en este entorno, mandoscinemáticos (C11, C12) a un simulador de movimientos (2) que embarca el móvil y a un blanco (4) representativo deun objetivo que hay que alcanzar por el móvil, siendo alimentada (E 10) la citada herramienta de simulación pormandos de gobierno (P) facilitados por un calculador (33) del citado móvil y facilitando, en respuesta a estos mandosde gobierno, puntos (X) de la trayectoria, comprendiendo el citado procedimiento de estimación, además:

- en la detección (F10) de un acontecimiento representativo de un rebasamiento o de un cambio de un primerobjetivo designado para este móvil, una fase de posicionamiento (φ1) asociada a un segundo objetivo designadopara este móvil, que comprende:

- la comparación (F46) de posiciones ejecutadas por el simulador de movimientos, en respuesta a primerosmandos cinemáticos de transición, con una primera posición de consigna predeterminada, y la activación de unprimer marcador (f1) cuando se detecte una posición sensiblemente igual a la primera posición de consigna;

- la comparación (F56) de posiciones ejecutadas por el blanco, en respuesta a segundos mandos cinemáticos detransición, con una segunda posición de consigna predeterminada, y la activación de un segundo marcador (f2)cuando se detecte una posición sensiblemente igual a la segunda posición de consigna;

- cuando los primero y segundo marcadores son activados, una etapa de evaluación de una diferencia entre elmando cinemático corriente facilitado al simulador de movimientos y el mando cinemática corriente facilitado alblanco por la herramienta de simulación numérica; y

- si esta diferencia es inferior a un umbral determinado (F60), una fase de gobierno (φ2) que comprende laaplicación (F100) de términos correctivos a los mandos cinemáticos procedentes de la herramienta de simulaciónantes de su facilitación al simulador de movimientos y al blanco, estando ligados estos términos correctivos a lasposiciones de consigna.

Procedimiento y sistema de estimación de una trayectoria de un móvil.

Antecedentes de la invención.

La presente invención se sitúa en el ámbito de la validación de las capacidades de funcionamiento de un móvil o vehículo volante, tal como por ejemplo un vehículo aéreo no tripulado, un misil, etc.

Ésta concierne de modo más particular a la estimación de la trayectoria de un móvil en un entorno real de navegación, especialmente tras la detección de un rebasamiento o de un cambio de un objetivo designado para este móvil. Por objetivo se entiende aquí, un blanco, un objeto a alcanzar por el móvil, designado por ejemplo en forma de coordenadas geográficas.

En el sentido de la invención, un rebasamiento de un objetivo por un móvil significa que el móvil no ha alcanzado este objetivo (por ejemplo éste ha fallado el objetivo) . De modo similar, en lo que sigue de la descripción, se hablará de ataque de un objetivo por un móvil cuando éste intenta alcanzar a este objetivo.

La invención permite así, de modo privilegiado, pero no limitativo, evaluar la capacidad de un móvil de volver a atacar a un objeto fallado y/o su capacidad de cambiar de objetivos en el transcurso de una misión.

En el estado actual de la técnica, existen procedimientos de simulación híbrida que permiten estimar la trayectoria de un móvil, tal como un avión o un cohete, de modo preciso y a un coste razonable.

Estos procedimientos de simulación híbrida se apoyan:

-por una parte, en subconjuntos reales, como por ejemplo un simulador de movimientos angulares en el cual está embarcado el móvil o una parte de éste, y que comprende ciertos elementos del móvil tales como su central inercial, su calculador, etc; y

-por otra, en modelos matemáticos que reemplazan a elementos del móvil no puestos en práctica y que modelan el entorno de navegación del móvil, como por ejemplo un modelo matemático para la propulsión, la aerodinámica, para la atmósfera, la Tierra, etc.

Tal procedimiento de simulación está descrito por ejemplo en el documento EP 1 909 067 y en el documento FR 2927 418. Éste es utilizado para validar una central inercial embarcada en un móvil, comparando una trayectoria estimada del móvil con la ayuda del procedimiento de simulación híbrida con una trayectoria de referencia.

Sin embargo, actualmente no se conoce procedimiento ni sistema de simulación híbrida, que permitan estimar la trayectoria de un móvil tras la detección de un acontecimiento representativo de un rebasamiento de un objetivo que este móvil debe alcanzar o de un cambio de objetivo que necesite para alcanzarlo desplazamientos angulares superiores a los ofrecidos por los medios puestos en práctica en el sistema de simulación híbrida, con miras especialmente a permitir la evaluación de la capacidad de reataque del móvil o de su capacidad de cambio de objetivos en el transcurso de una misión.

Objeto y resumen de la invención La presente invención responde especialmente a esta necesidad, proponiendo un procedimiento de estimación de una trayectoria de un móvil en un entorno real de navegación que comprende, la facilitación, por una herramienta de simulación numérica que modela el móvil en este entorno, de mandos cinemáticos a un simulador de movimientos que embarca al móvil y a un blanco representativo de un objetivo a alcanzar por el móvil, siendo alimentada esta herramienta de simulación por mandos de gobierno facilitados por un calculador del móvil y facilitando, en respuesta a estos mandos de gobierno, puntos de la trayectoria. De acuerdo con la invención, el procedimiento de estimación comprende, además:

-en la detección de un acontecimiento representativo de un rebasamiento o de un cambio de un primer objetivo designado para este móvil, una fase de posicionamiento asociada a un segundo objetivo designado para el móvil, que comprende:

--la comparación de posiciones ejecutadas por el simulador de movimientos, en respuesta a primeros mandos cinemáticos de transición, con una primera posición de consigna predeterminada, y la activación de un primer marcador cuando se detecte una posición sensiblemente igual a la primera posición de consigna;

-la comparación de posiciones ejecutadas por el blanco, en respuesta a segundos mandos cinemáticos de transición, con una segunda posición de consigna predeterminada, y la activación de un segundo marcador cuando se detecte una posición sensiblemente igual a la segunda posición de consigna;

-cuando los primero y segundo marcadores estén activados, una etapa de evaluación de una diferencia entre el mando cinemático corriente facilitado al simulador de movimientos y el mando cinemático corriente facilitado al objetivo por la herramienta de simulación; y

-si esta diferencia es inferior a un umbral determinado, una fase de gobierno que comprende la aplicación de términos correctivos a los mandos cinemáticos procedentes de la herramienta de simulación antes de su facilitación al simulador de movimientos y al blanco, estando ligados estos términos correctivos a las posiciones de consigna.

Correlativamente, la invención concierne igualmente a un sistema de simulación híbrida que permite la estimación de una trayectoria de un móvil en un entorno real de navegación, comprendiendo el citado sistema:

-un simulador de movimientos que embarca al móvil;

-un blanco representativo de un objetivo que hay que alcanzar por el móvil; y

-una herramienta de simulación numérica que modela el móvil en el entorno real de navegación, y adaptada para facilitar mandos cinemáticos al simulador de movimientos y al blanco, siendo alimentada esta herramienta de simulación por mandos de gobierno facilitados por un calculador del móvil y facilitando, en respuesta a estos mandos de gobierno, puntos de la trayectoria;

comprendiendo el citado sistema, además:

-medios para detectar un acontecimiento representativo de un rebasamiento o de un cambio de un primer objetivo designado para este móvil;

-medios, activados en la detección de dicho acontecimiento y durante una fase de posicionamiento asociada a un segundo objetivo designado para el móvil:

-para comparar posiciones ejecutadas por el simulador de movimientos en respuesta a primeros mandos cinemáticos de transición con una primera posición de consigna predeterminada, y activar un primer marcador cuando se detecte una posición sensiblemente igual a la primera posición de consigna; y

- para comparar posiciones ejecutadas por el blanco en respuesta a segundos mandos cinemáticos de transición con una segunda posición de consigna predeterminada, y activar un segundo marcador cuando se detecte una posición sensiblemente igual a la segunda posición de consigna;

-medios para detectar cuando los primero y segundo marcadores están activados y para, llegado el caso, evaluar una diferencia entre el mando cinemático corriente facilitado al simulador de movimientos y el mando cinemático corriente facilitado al blanco por la herramienta de simulación;

-medios para comparar esta diferencia con un umbral determinado; y

-medios, activados cuando al diferencia es inferior al citado umbral, para aplicar, en el transcurso de una fase de gobierno, términos correctivos a los mandos cinemáticos procedentes de la herramienta de simulación antes de facilitarlos al simulador de movimientos y al blanco, estando ligados estos términos correctivos a las posiciones de consigna.

La invención se apoya por tanto ventajosamente en un simulador híbrido en bucle cerrado. Éste está compuesto especialmente por una herramienta de simulación numérica así como por equipos reales tales como un simulador de movimientos que embarca al móvil, un blanco que representa el objetivo que hay que alcanzar por el móvil, y un calculador del móvil adaptado para facilitar mandos de gobierno a la herramienta de simulación numérica, permitiendo así el cálculo de los puntos de la trayectoria. De esta manera, la trayectoria del móvil estimada con la ayuda de la invención es muy próxima a una trayectoria real que tendría este móvil.

Cuando el segundo objetivo corresponde al primer objetivo, esta trayectoria refleja el comportamiento del móvil en caso de rebasamiento de su objetivo y de reataque a éste. Inversamente, cuando el primero y el segundo objetivos son distintos, la trayectoria estimada con la ayuda de la invención refleja el comportamiento del móvil en caso de cambio de objetivos efectuado en el transcurso de una misión.

El posicionamiento del blanco y del móvil con respecto a posiciones de consigna predeterminadas se realiza, en el transcurso... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de estimación de una trayectoria de un móvil (3) en un entorno real de navegación que comprende, la facilitación (E20) , por una herramienta de simulación numérica (M2) que modela el móvil en este entorno, mandos cinemáticos (C11, C12) a un simulador de movimientos (2) que embarca el móvil y a un blanco (4) representativo de un objetivo que hay que alcanzar por el móvil, siendo alimentada (E10) la citada herramienta de simulación por mandos de gobierno (P) facilitados por un calculador (33) del citado móvil y facilitando, en respuesta a estos mandos de gobierno, puntos (X) de la trayectoria, comprendiendo el citado procedimiento de estimación, además:

-en la detección (F10) de un acontecimiento representativo de un rebasamiento o de un cambio de un primer objetivo designado para este móvil, una fase de posicionamiento (<1) asociada a un segundo objetivo designado para este móvil, que comprende:

-la comparación (F46) de posiciones ejecutadas por el simulador de movimientos, en respuesta a primeros mandos cinemáticos de transición, con una primera posición de consigna predeterminada, y la activación de un primer marcador (f1) cuando se detecte una posición sensiblemente igual a la primera posición de consigna;

-la comparación (F56) de posiciones ejecutadas por el blanco, en respuesta a segundos mandos cinemáticos de transición, con una segunda posición de consigna predeterminada, y la activación de un segundo marcador (f2) cuando se detecte una posición sensiblemente igual a la segunda posición de consigna;

-cuando los primero y segundo marcadores son activados, una etapa de evaluación de una diferencia entre el mando cinemático corriente facilitado al simulador de movimientos y el mando cinemática corriente facilitado al blanco por la herramienta de simulación numérica; y

-si esta diferencia es inferior a un umbral determinado (F60) , una fase de gobierno (<2) que comprende la aplicación (F100) de términos correctivos a los mandos cinemáticos procedentes de la herramienta de simulación antes de su facilitación al simulador de movimientos y al blanco, estando ligados estos términos correctivos a las posiciones de consigna.

2. Procedimiento de estimación de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual:

-los citados mandos cinemáticos facilitados por la herramienta de simulación al simulador de movimientos comprenden una componente de desviación lateral y los citados mandos cinemáticos facilitados por la herramienta de simulación al blanco comprenden una componente de orientación, y

-en tanto que no haya sido detectado (F10) un acontecimiento representativo de un rebasamiento o de un cambio de un primer objetivo designado para este móvil, se aplican (E60) a las componentes de desviación lateral y a las componentes de orientación de los mandos cinemáticos, un término de compensación angular antes de su facilitación respectivamente al simulador de movimientos y al blanco.

3. Procedimiento de estimación de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en el cual, cuando se requiere un cambio de dirección del móvil con miras a alcanzar al segundo objetivo con respecto a una dirección emprendida por el móvil para alcanzar al primer objetivo, la fase de posicionamiento comprende además una etapa (F30) de determinación del sentido de rotación adoptado por el citado móvil para cambiar de dirección, siendo elegidas las primera y segunda posiciones de consigna en función de este sentido de rotación.

4. Procedimiento de estimación de acuerdo con la reivindicación 3, en el cual durante la etapa de determinación, los mandos cinemáticos de transición facilitados al simulador de movimientos y al blanco son constantes.

5. Procedimiento de estimación de acuerdo con la reivindicación 4, en el cual: los mandos cinemáticos de transición constantes comprenden las posiciones ejecutadas por el simulador de movimientos y por el blanco en el momento de la detección del acontecimiento.

6. Procedimiento de estimación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el cual el umbral depende de las posiciones ejecutadas respectivamente por el simulador de movimientos y por el blanco durante la activación respectivamente del primer y del segundo marcador, y del sentido de rotación adoptado por el móvil para cambiar de dirección.

7. Procedimiento de estimación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el cual la fase de gobierno comprende además una etapa de evaluación (F90) de los términos correctivos, a partir:

-de las posiciones ejecutadas por el simulador de movimientos y por el blanco respectivamente en el momento de la activación del primero y del segundo marcadores; y

-de los mandos cinemáticos facilitados por la herramienta de simulación en el momento en que se detecte que la diferencia sea inferior al umbral determinado.

8. Procedimiento de estimación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el cual, los mandos de gobierno son evaluados (E100) por el calculador del móvil a partir:

-de datos inerciales de medición (R) facilitados por una central inercial (31) del móvil embarcado en el simulador de movimientos;

-de datos inerciales de simulación (T2) representativos de datos inerciales supuestos como facilitados por la central inercial en el entorno real de navegación; y

-de datos inerciales teóricos (T1) representativos de los datos inerciales de medición facilitados por la central inercial, siendo evaluados estos datos inerciales teóricos a partir de mandos cinemáticos ejecutados por el simulador de movimientos.

9. Procedimiento de estimación de acuerdo con la reivindicación 8, en el cual los mandos de gobierno son calculados en función de datos inerciales I definidos por I=T2+R-T1 donde T2, R y T1 designan respectivamente los datos inerciales de simulación, los datos inerciales de medición y los datos inerciales teóricos.

10. Procedimiento de estimación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el cual el segundo objetivo corresponde al primer objetivo.

11. Procedimiento de estimación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 que comprende además una etapa de verificación (F120) que el segundo objetivo es alcanzado por el móvil.

12. Sistema de simulación híbrida (1) que permite la estimación de una trayectoria de un móvil (3) en un entorno real de navegación, comprendiendo el citado sistema:

-un simulador de movimientos (2) que embarca al móvil;

-un blanco (4) representativo de un objetivo que hay que alcanzar por el móvil; y

-una herramienta de simulación numérica (M2) que modela el móvil en el entorno real de navegación, y adaptada para facilitar mandos cinemáticos al simulador de movimientos y al blanco, siendo alimentada la citada herramienta de simulación por mandos de gobierno (P) facilitados por un calculador del móvil (33) y que, en respuesta a estos mandos de gobierno, facilita puntos (X) de la trayectoria;

comprendiendo el citado sistema, además:

-medios (51) para detectar un acontecimiento representativo de un rebasamiento o de un cambio de un primer objetivo designado para este móvil;

-medios (53) , activados en la detección de dicho acontecimiento y durante una fase de posicionamiento asociada a un segundo objetivo designado para el móvil:

-para comparar posiciones ejecutadas por el simulador de movimientos en respuesta a primeros mandos cinemáticos de transición con una primera posición de consigna predeterminada, y activar un primer marcador cuando se detecte una posición sensiblemente igual a la primera posición de consigna; y

-para comparar posiciones ejecutadas por el blanco en respuesta a segundos mandos cinemáticos de transición con una segunda posición de consigna predeterminada, y activar un segundo marcador cuando se detecte una posición sensiblemente igual a la segunda posición de consigna;

-medios (53) para detectar cuando los primero y segundo marcadores están activados y para, llegado el caso, evaluar una diferencia entre el mando cinemático corriente facilitado al simulador de movimientos y el mando cinemático corriente facilitado al blanco por la herramienta de simulación;

-medios (53) para comparar esta diferencia con un umbral determinado; y

-medios (53) , activados cuando al diferencia es inferior al citado umbral, para aplicar, en el transcurso de una fase de gobierno, términos correctivos a los mandos cinemáticos procedentes de la herramienta de simulación antes de su facilitación al simulador de movimientos y al blanco, estando ligados estos términos correctivos a las posiciones de consigna.