Mise en œuvre de la couche de formation

Le principe de fonctionnement de la couche de gestion de la configuration est synthétisé dans la figure 4.2 :

– dans un premier temps, la trajectoire qui doit être suivie par le centre de la formation est générée à partir des points de passages (voir § 5.1) ;

– ensuite le système est initialisé à partir de la trajectoire, des contraintes, des menaces (EW ) et de la formation elle-même (voir § 5.2), ce qui produit la timeline et l’allocation de brouilleurs offensifs ;

– puis, à chaque pas, le processus étant appelé de façon périodique, la configuration est mise à jour en se basant sur l’allocation des BO, de l’intervalle courant dans la timeline et des menaces (TF). à chaque étape mise à jour configuration timeline trajectoire allocations BO formation menaces TF contraintes points de passage recalculer recalculer menaces EW menaces TF si BO UAVs

Fig. 4.2 – Processus de gestion de la configuration. Certains éléments nécessitent une nouvelle phase d’initialisation. Les autres sont simplement pris en compte à l’itération suivante.

Chapitre 4. Une approche pour la planification et le contrôle d’une formation

La mise à jour de la configuration se fait avec une fréquence d’environ 1 Hz, ce qui correspond à peu près à la fréquence de fonctionnement des modules de navigation des avions.

Nous avons choisi d’implémenter ce système de façon centralisée. Notre méthode de réso- lution de la phase d’initialisation est difficilement distribuable et nécessite des temps de calcul très courts. Les algorithmes les plus lourds et qui peuvent être en partie distribués, nécessitent d’échanger des quantités importantes d’informations entre les avions. Cela peut se révéler pro- blématique en milieu hostile. En cas de latence importante, le bénéfice du calcul distribué est perdu, voire devient un inconvénient. Cependant, certaines parties doivent pouvoir être dis- tribuées sans augmenter l’utilisation de la bande passante de façon prohibitive. Cela pourrait contribuer à la robustesse ou à la réactivité du système, mais peut éventuellement poser des problèmes de sécurité de la formation si les informations ne sont pas bien partagées.

Mise à jour de la configuration

La mise à jour de la configuration se fait de façon périodique à partir des éléments présentés sur la figure 4.2. Le processus met également en avant les différents modes de déplacement des slots, c’est-à-dire réactif, paramétrique et planifié.

Ainsi, à chaque itération, la séquence de la figure 4.3 est réalisée. Si la formation est en mode planifié, les trajectoires de reconfiguration sont exécutées jusqu’à ce que la configuration finale soit atteinte ou que le mode planifié soit interrompu pour tester si une meilleure configuration finale peut être trouvée.

Si la formation n’est pas en mode planifié, la configuration est mise à jour en commençant par les slots en mode paramétrique. S’il n’y a pas de brouilleurs offensifs dans la formation ou s’il n’y a pas de radar de veille à traiter, cette étape ne fait rien. Sinon les slots sont placés selon la méthode présentée section 5.3.1.

Ensuite, les slots restants sont placés dans les espaces disponibles. Autant que possible, les slots sont placés à leur ancienne position afin d’éviter d’avoir à calculer des trajectoires de reconfiguration. Cela permet également d’assurer une continuité des déplacements en mode réactif. Si ce n’est pas possible, une recherche aléatoire est menée pour trouver une position libre qui respecte les contraintes.

Une fois que la configuration est totalement formée, les slots sont attribués aux avions en fonction des contraintes de positionnement des brouilleurs s’il y en a et des contraintes de répartition des charges utiles pour les manœuvres de séparation. L’algorithme est présenté à la section 6.1.

L’affectation des avions aux slots permet de déterminer si des trajectoires de reconfiguration sont nécessaires pour passer en toute sécurité de la configuration courante à la nouvelle. Ce choix se fait si le plus grand déplacement nécessaire pour passer dans la nouvelle configuration dépasse un certain seuil. Si tel est le cas, les trajectoires sont calculées (voir section 6.2) puis

4.1. Une couche intermédiaire pour la formation x y temps aller au pas de reconfiguration suivant allocations BO formation timeline nécessaire planification menaces TF trajectoires terminées mode planifié oui non DÉBUT FIN non non FIN oui FIN oui mise à jour des slots paramétriques

placer les slots restants _{trajectoires de}calculer reconfiguration

mise à jour des slots

réactifs affecter aux UAVs

quitter mode planifié

Fig. 4.3 – Processus de mise à jour de la configuration.

exécutées. Sinon, les slots en mode réactif sont soumis à un champ de potentiels qui détermine un déplacement élémentaire pour ces slots. Les forces de ce champ sont présentées à la section 5.3.3.

Sélection du leader

Comme la sélection de la configuration se fait de façon centralisée, il est légitime de se demander ce qu’il se passe lors de la perte du responsable de la formation, que l’on va désigner par le terme « leader ». Afin que le transfert d’autorité entre les avions se fasse de la manière la plus souple possible, chaque engin maintient à jour ses bases de données sur les menaces et les contraintes, la configuration courante, ainsi que la timeline et l’allocation des BO. Ainsi les seules informations perdues lors de la destruction du « leader » sont les trajectoires de reconfiguration et la configuration de destination courante associée. Or ces données sont de fait périmées puisque le nombre d’engins dans la configuration et les ressources ont changé suite à la perte de l’avion. Le nouveau responsable peut donc reprendre la tâche de son prédécesseur à partir de la nouvelle situation et sans perdre d’informations.

Chapitre 4. Une approche pour la planification et le contrôle d’une formation

statique, l’ordre étant donné a priori au départ, soit de façon dynamique, en tenant compte par exemple de la charge de calcul courante des avions. Pendant la phase de transition, chaque engin garde sa place dans la dernière configuration reçue de façon à assurer la sécurité du vol. Il est tout de même souhaitable d’avoir un processus rapide pour la sélection du nouveau responsable de façon à adapter au mieux et le plus vite possible la nouvelle formation à l’environnement.