• Hionos

[FR] Pulsar Factory : Des autopilotes certifiables et modifiables par les constructeurs

Les textes réglementaires internationaux concernant les drones, et en particulier la réglementation européenne, évoluent. Cette dernière se structure autour du principe de “réglementation fondée sur le risque opérationnel”. Les opération présentant un risque élevé sont réglementées plus strictement que les opération à moindre risque. Ainsi pour des opérations risquées (mais à forte valeur ajoutée) comme le vol urbain, le vol hors vue ou encore le transport de personnes, les contraintes de sûreté (safety) pour les drones seront très proches de celles qui existent dans l’aéronautique habitée.


Parmi les conditions pour garantir ce niveau de sûreté et de fiabilité élevé, il y a la nécessité d’une certification des logiciels de vol. L’écosystème du drone n’a cependant pas les mêmes caractéristiques que celui de l’aéronautique habitée, et les logiciels certifiables, en général sur mesure représentent un coût inaccessible pour la majorité des constructeurs de drones.


Pulsar Factory apporte aux constructeurs de drones et aux intégrateurs un autopilote logiciel pour drones présentant un niveau de sûreté et de fiabilité équivalent à celui de l’aéronautique habitée, tout en prenant en compte les contraintes budgétaires et techniques de l’écosystème.


Réglementation

La réglementation des drones s’harmonise au niveau européen grâce aux travaux menés par l’EASA depuis maintenant 5 ans (A-NPA 2015–10). En 2019, deux textes ont été votés par le Parlement européen (2019/945 et 2019/947). Ces textes définissent trois catégories d’opérations suivant le concept fondé sur les risques :

  • Open” : catégorie de risque faible ;

  • Specific” : catégorie de risque intermédiaire ;

  • Certified” : catégorie de risque élevés.

En plus de ces catégories, les Air Taxis sont traités différemment et doivent répondre, entre autres, aux exigences de la SC-VTOL. Dans cet article, nous nous intéresserons principalement à la catégorie “Certified” et aux Air Taxis.

Les catégories définies par l’EASA  

Le périmètre de la catégorie “Certified” est défini dans l’article 6 de la réglementation 2019/947. Elle s’applique en particulier aux opérations suivantes :

  • les opérations impliquant le survol d’assemblées de personnes ;

  • les opérations concernant le transport des personnes ;

  • les opérations concernant le transport des biens dangereux ;

les opérations trop risquées pour la catégorie “Specific”.

Article 6 de la réglementation 2019/947

De plus, l’article 40 alinéa 2 de la réglementation2019/945 impose que les drones de la catégorie “Certified” suivent une certification aéronautique traditionnelle, ce qui implique le besoin de suivre le standard aéronautiqueDO-178C pour les logiciels embarqués.

Article 40 alinéa 2 de la réglementation 2019/94

Ainsi les drones évoluant dans la catégorie “Certified” et les Air Taxis (et également la partie la plus risquée de la catégorie “Specific”) doivent suivre les standards aéronautiques.


Pour s’adapter à ces exigences réglementaires, l’industrie doit faire face à un ensemble de problématiques que nous allons aborder dans la partie suivante.


La certification dans l’écosystème du drone

La certification apporte une sûreté de fonctionnement considérable, et nous l’avons vu, elle est obligatoire pour les drones réalisant les opérations les plus risquées. Mais elle vient également avec un certain nombre de contraintes, en particulier le coût et les compétences requises.


Le coût

Dans l’industrie de l’aéronautique habitée, les logiciels certifiables sont en général développés sur mesure, en suivant les exigences définies par le constructeur du système. Un tel développement sur mesure représente un coût important, en particulier dans le cadre d’un logiciel certifié qui nécessite de mener des activités de vérification et de validation poussées.


L’aéronautique habitée peut se permettre un tel coût, mais cela n’est pas le cas de l’écosystème du drone à l’heure actuelle. Il est donc nécessaire de trouver un moyen d’apporter aux constructeurs et aux intégrateurs un niveau de fiabilité des logiciels équivalent à un coût adapté au contexte économique.


Les compétences requises

Le développement d’un logiciel conforme aux standards aéronautiques nécessite de connaître ces standards de manière approfondie, mais également de savoir mener l’ensemble des activités permettant de développer les artefacts indispensable à une telle certification.


Cela demande des compétences qui sont presque uniquement présentes dans les grands groupes aéronautiques, et finalement assez peu chez les constructeurs de drones et les intégrateurs.


L’enjeu est donc de permettre à ces derniers d’avoir accès à des logiciels fiables et certifiables à un coût raisonnable. C’est le rôle de Pulsar Factory.


Pulsar Factory  —  Un atelier de développement d’autopilote

Pulsar Factory permet de combiner les avantages d’un autopilote “sur étagère” COTS (ex. : coût optimisé) et ceux d’un développement sur mesure (ex. : adaptation aux spécificités du drone), tout en apportant une solution en matière de certification.


En effet, Pulsar Factory permet d’avoir accès à l’ensemble des briques certifiables de l’autopilote Pulsar tout en pouvant développer ses propres briques afin de prendre en compte les spécificités du drone ou des opérations menées. Cette partie explique le fonctionnement de cet outil et les avantages qu’il apporte.


Pulsar est constitué de composants (briques logicielles) disposant tous d’une fonction claire et étant parfaitement ségrégés les uns des autres. Parmi les composants on trouvera par exemple les suivants :

Exemple de composants présents dans Pulsar et remplaçables à travers Pulsar Factory

Tous ces composants sont développés en conformité avec le standard aéronautique DO-178C DAL A et nous disposons de l’ensemble des artefacts nécessaires pour prouver cette conformité aux autorités compétentes.


Le rôle de Pulsar Factory est ensuite d’assembler tous ces composants, de générer le binaire d’autopilote et si nécessaire de télécharger ce binaire sur la carte électronique cible.


Mais Pulsar Factory fournit également un environnement de développement qui permet aux constructeurs de remplacer certains composants développés par leurs soins (ou par n’importe qui d’autre). Ces composants seront ensuite intégrés avec les composants existants pour former un autopilote répondant parfaitement aux besoins du constructeur.


Par exemple, il arrive qu’un constructeur souhaite développer ses propres algorithmes de contrôle du drone. Cela a en effet plusieurs avantages :

  • les lois de commande seront parfaitement adaptées au drone en question, c’est notamment intéressant pour les drones ayant une architecture complexe ;

  • les lois de commande resteront la propriété exclusive du constructeur.

De plus, une telle flexibilité est également intéressante pour les composants drivers par exemple, ou pour tout autre composant en fonction des besoins du constructeur.


Pulsar Factory offre la possibilité aux constructeurs et aux intégrateurs de développer leurs composants dans les langages Ada, C et Simulink afin de s’adapter au mieux à leurs compétences et à leurs besoins. Pulsar Factory s’appuie sur les outils développés par AdaCore et en particulier sur GNAT Pro et QGen.

Les différentes étapes de mise en place de Pulsar Factory

Pulsar Factory permet donc aux constructeurs de drones et aux intégrateurs de générer le binaire et de le télécharger sur une carte électronique. Cela offre aux constructeurs la possibilité de faire leurs modifications puis de les tester en vol en un temps record, et donc de mettre au point leurs modifications de manière très efficace.


Une fois que les composants développés par le constructeur sont finalisés, et si c’est nécessaire, nous l’aidons à mener les activités de certification sur les composants qui ont été modifiés et uniquement sur ceux là. Les composants fournis par Hionos n’auront, eux, pas à être repris.


Cette stratégie permet de réduire le coût de certification du logiciel de manière significative, potentiellement jusqu’à 80%.


La vidéo suivante montre comment Pulsar Factory s’utilise, en prenant l’exemple de la modification du composant Notification_Manager

Si Pulsar Factory semble intéressant pour votre projet, n’hésitez pas à nous contacter à contact@hionos.com ou directement sur mon adresse valentin.brossard@hionos.com et nous étudierons votre besoin.

183 views

Pages

Contact

Social

twitter.png
in.png

Hionos

104 Boulevard de Sébastopol

75003 Paris