Brevet FR2408872A1 — publié le 19790608

La pressente invention concerne un terminal opérateur interactif destiné à remplir une fonction de contrôle-commande d'une installation ou processus à conduite assistée par ordinateur. Dans les systèmes industriels, scientifiques ou médicaux à conduite assistée par ordinateur, la qualité opérationnelle est fonction d'un élément important qui est constitué par le terminal opérateur à l'aide duquel le ou les opérateurs chargés de l'exploitation peuvent prendre connaissance de l'état et de la marche du système et effectuer les commandes nécessaires au fonctionnement optimal suivant les informations et consignes reçues. Dans un tel système, un dispositif de traitement de l'information, par exemple un ordinateur, communique d'une façon bidirectionnelle, d'une part avec un terminal opérateur, d'autre part avec les différents éléments du système à contrôler et à commande. Les informations de contrôle et de commande circulant entre le terminal et le système transitent par l'ordinateur qui en effectue l'interpretation intelligente selon son programme. On peut considérer l'ordinateur comme un contremaitre recevant des instructions du maître par l'intermédiaire du terminal opérateur et les traduisant et les transmettant aux esclaves constituant le système.Ceux-ci émettent en retour des informations concernant l'état du système en vue de leur retransmission au maître, avec ou sans synthèse par le contremaître, sur le terminal opérateur. Dans les systèmes complexes, le terminal opérateur est souvent constitué par un grand tableau ou pupitre comportant dé multiples organes de contrôle-commande tels que des voyants, des indicateurs numeriques, des galvanomètres, des enregistreurs, etc... ainsi que des boutons-poussoirs, des potentiomètres, etc... Son utilisation peut être astreignante et contraignante car elle sollicite en permanence l'attention et le déplacement des opérateurs. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients des réale sations connues et elle concerne un terminal opérateur interactif, caractérisé en ce qu'il comprend un système de visualisation d'images et de textes correspondant à des signaux de contrôle ou de mesure fournis par l'installation à l'ordinateur et/ou à des données ou informations mémorisées et un système d'indication de données, ordres et/ou instructions transmis à l'ordinateur en vue de la commande de l'installation ou du processus. Le système de visualisation d'images et de textes est constitué par un moniteur de télévision qui est alimenté en signaux vidéo par différentes sources sous la commande de l'ordinateur. Le système d'indication de données, ordres et/ou instructions peut être agencé comme un système de photopointage comportant un cadre entourant l'écran du moniteur de télévision et forme par quatre réglettes disposées en rectangle et dans lesquelles sont logés des ensembles respectifs de diodes électro-luminescentes et de photo-transistors placés en vis à vis de manière à produire devant ledit écran deux séries de faisceaux lumineux parallèles qui sont perpendiculaires l'une avec l'autre.Il suffit à l'opérateur de pointer son doigt sur un point de 11 écran pour obtenir une information désirée ou déclencher un processus désiré en coopération avec la partie logicielle de l'ordinateur. On obtient ainsi un terminal opérateur interactif permettant de regrouper toutes les fonctions de contrôle-çommande d'un système sur un seul pupitre compact, facile à utiliser, doté d'une grande capacité opérationnelle et permettant un véritable dialogue entre l'utilisateur et le système. D'autres avantages atcaractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée a titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels la fig. 1 représente un schéma synoptique du terminal opérateur interactif selon l'invention, et la fig. 2 est une vue en perspective schématisée du terminal selon l'invention. Sur la fig. 1, on a désigné par 1 le système exploité qui est formé d'éléments distincts ou non ,recevant des- signaux de commande et émettant des signaux de contrôle. Un ordinateur 2 échange ces signaux avec le système 1 et communique avec le terminal opérateur interactif, désigné dans son ensemble par la référence 3. Ce terminal opérateur interactif 3 comporte un moniteur de télévision 4 de type classique qui assure l'affichage d'un signal vidéo reçu. Ce signal lui est fourni par un commutateur-mélangeur vidéo 5 recevant des signaux vidéo provenant de différentes sources. Ces signaux vidéo peuvent correspondre à des images, des textes, des graphiques, etc. Leur sélection et leur mélange sont commandés par l'ordinateur 2, opérant par la liaison 11. L'une des sources vidéo est constituée par le dispositif de conversion alphanumérique et graphique 6 qui reçoit de llordinateur 2 par l'intermédiaire de la liaison 12 une série de signaux codés et-qui les transforme en un signal vidéo transmis par la liaison 13 au commutateur-mélangeur 5 en vue d'assurer l'affichage de l'information vidéo correspondante sur le moniteur.Un tel agencement est bien connu et est utilisé dans tous les terminaux d'ordinateur du type clavier-écran. Sur la Fig. 1, on a désigné par 9 les autres sources de signaux vidéo qui peuvent être des caméras de télévision, des magnétoscopes, des disques vidéo, des analyseurs d'images fixes, etc..., tous ces appareils étant bien connus. On a désigné par 7 un générateur appliquant des signaux de synchronisation de balayage à tous ces dispositifs. L'ensemble 4. 5, 6, 7 permet ainsi d'obtenir sur l'écran du moniteur 4 des images individuelles ou composites, des graphismes, des textes et d'autres informations vidéo sous la commande de l'ordinateur 2. Cet ensemble correspond au système de visualisation. Le terminal opérateur interactif comprend en outre un système d'indication de données, ordres et/ou instructions dont on va maintenant décrire un mode de réalisation, basé sur un principe de photopointage. Sur l'écran du moniteur 4 est disposé un cadre de photopointage 8 relié à un dispositif électronique servant à transmettre les informations détectées par le cadre à l'ordinateur 2. Dans le mode de réalisation considéré, on a adopté pour le cadre de pointage la structure suivante : Il est prévu en vis à vis des rangées de diodes électro-luminescentes et de photo-transistors de façon à obtenir devant l'écran du moniteur de télévision deux séries de faisceaux lumineux parallèles qui sont perpendiculaires l'une à autre. Ainsi quand l'opérateur place par exemple son doigt ou tout autre objet sur un point de l'écran, il interrompt deux faisceaux de chaque série qui se croisent en ce point et le dispositif 1Q transmet alors à l'ordinateur 2 par l'intermédiaire de la liaison 14 deux informations traduisant les coordonnées du point considéré.L'ordinateur réagit, en fonction de sa programmation, en faisant apparaître sur l'écran du moniteur l'information vidéo demandée ou bien en déclenchant et en commandant le processus, 11 ordinateur pouvant signaler à l'opé- rateur ou corriger automatiquement d'éventuelles erreurs dans les ordres reçus. L'ensemble constitué par les éléments 4, 5, 6, 7, 8 et 10, qui sont rassemblés dans un pupitre compact, forme le terminal opérateur interactif selon l'invention. Celui-ci présente par rapport à d'autres appareils de contrôle-commande connus un certain nombre d'avantages qui vont être définis dans la suite - le mode d'utilisation est assuré par la partie logicielle de l'installation. - A un instant donné, l'opérateur n'a sous les yeux que les seuls éléments de contrôle-commande dont il a besoin, ceux-ci étant présentés sous la forme d'un ensemble de tableaux, de graphismes, d'images et de textes. - Par pointage au doigt, l'opérateur peut appeler une information vidéo qui lui est nécessaire. - Les informations affichées pour le contrôle-commande sont explicites et peuvent être exprimées dans un langage approprié choisi par l'utilisateur. Réciproquement, l'ordinateur peut afficher selon son programme, automatiquement ou à la demande de l'utilisateur, des messages, des informations et des avertissements dans ce langage. - L'utilisation de l'appareil est facile, l'opérateur n'a pas à se déplacer ou à se fatiguer pour actionner des organes de commande Sur le terminal peuvent apparaître des images de parties de l'installation contrôlée, des-graphiques, des courbes, des diagrammes, synoptiques, etc... L'opérateur peut désigner au doigt. un ou plusieurs points d'une image et demander à l'ordinateur une information-ou une opération sur les éléments représentés par ces points. Le dispositif de pointage au doigt décrit plus haut n'est pas exclusif et il est possible d'utiliser tout autre dispositif tel que par exemple : système à photostyle, système a' plaquette transparente résistive, système à détection acoustique, etc.. Ces dispositifs, bien qu'étant moins maniables que le système-de désignation au doigt, ont pour avantage de posséder une bien plus grande résolution géométrique. Dans certains cas, on pourra envisager l'utilisation simu1tanée#de deux ou plusieurs de ces types de dispositifs. Le terminal opérateur interactif selon -I'invention peut être utilisé dans tous les types d'installations à conduite assistée par ordinateur A titre d'exemple d'application non limitatif, on va considérer l'utilisation de ce terminal dans une installation de radiodiagnostic à rayons X. Une telle installation comporte une table pour patient, une colonne de support de tube à rayons X. un générateur haute tension, un récepteurd'images et d'autres dispositifs auxiliaires. Tous ces dispositifs peuvent être commandés par des signaux fournis par un ordinateur auquel ils renvoient des signaux de contrôle de leur fonctionnement.Le terminal opérateur interactif selon l'invention permet dans ce cas de regrouper toutes les fonctions de contrôle-commande de l'installation sur l'écran du moniteur de télévision. Sur la Fig. 2, on a désigné par 15 le moniteur de télévision. Le cadre de photo-pointage 16 est constitué par quatre réglettes disposées en rectangle dt dans lesquelles sont logés les diodes électro-luminescentes et les photo-transistors disposés en vis à vis. Ce cadre est fixé sur une plaque 17 formée d'un matériau transparent et dont la taille correspond à celle de -l'écran contre lequel elle est appliquée. La plaque 17 est peinte sur sa face avant de manière à délimiter des fenetres. La plus grande 18 permet d'afficher de grands tableaux et des images radioscopiques.D'autres fenêtres 19, 20, permettent l'affichage de messages temporaires émis par l'ordinateur. En outre les fenêtres 21, 22, 23 et 24 affichent des des informations que l'opérateur doit constamment avoir sous les yeux en cours d'examen, par exemple l'heure, la date, les numéros du patient et du cliché, la dose reçue par le patient, le temps écoulé depuis le début de l'examen, le temps de radioscopie, le format de film choisi, la tension de radiographie, etc... On a en outre indiqué sur la partie peinte des zones fixes 25 permettant à I'oprateur, en plaçant son doigt sur un point correspondant, d'enclencher une fonction de commande appropriée de l'installation. Dans ce contexte, on va envisager deux exemples d'application du terminal opérateur interactif selon l'invention a) Processus de centrage automatigue d'u patient L'opérateur fait une première image de radioscopie et désigne du doigt sur l'écran une zone d'intérêt. L'ordinateur recevant les coordonnées du point défini sur l'image commande de déplacement de la table sur laquelle est posé le patient de façon que la zone d'intérêt vienne se placer au centre de l'image. b) Ré~lage de section de faisceau# L'opérateur désigne sur l'image radioscopique centrée un point qui doit être l'un des sommets du rectangle représentant la section du faisceau. L'ordinateur commande automatiquement le diaphragme motorisé monté sur la source de rayons X en vue de limiter la section du faisceau à la taille demandée En outre il est a noter que, outre les strictes fonctions de contro"Ie-commande de l'installation, il est possible de mémoriser dans l'ordinateur des textes rappelant les techniques d'examen ou différents autres renseignements permettant de préciser à l'opéra- teur, sur sa demande, les modalités d'obtention d'une image optimale dans un cas donné.Enfin l'opérateur peut demander à l'ordinateur la détermination par calcul ou consulatation de tables de certains paramètres en fonction de conditions particulières, par exemple le calcul de la tension optimale à appliquer au tube, le calcul des paramètres de prise de clichés correspondant aux conditions diverses de sécurité, le calcul de l'angle de balayage tomographique permettant d'obtenir l'épaisseur désirée de la coupe sur le cliché, etc. On voit par conséquent que l'un des intérèts-de l'invention est de pouvoir afficher sur l'écran du terminal des informations et des images radioscopiques en standard télévision avec fonction d'interactivité. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variations accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Terminal opérateur interactif destiné à remplir une fonction de contrôle-commande d'une installation ou processus à conduite assistée par ordinateur, caractérisé en ce qu'il comporte un système de visualisation d'images et de textes correspondant à des signaux de contrôle ou de mesure fournis par l'installation à l'ordinateur et/ou à des données ou informations mémorisées et un système d'indication de données, ordres et/ou instructions transmis à l'ordinateur en vue de la commande de l'installation ou du processus. 2. Terminal opérateur interactif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de visualisation est constitué par un moniteur de télévision et un dispositif de conversion alphanumérique et graphique qui transforme les signaux codés provenant de l'ordinateur en signaux vidéo. 3. Terminal opérateur interactif selon la revendication I ou 2 caractérisé par le fait que le système d'indication est constitué par un système de pointage et un dispositif électronique de transmission des indications a l'ordinateur. 4. Terminal opérateur interactif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le système de pointage est constitué par un cadre entourant l'écran du moniteur de télévision et formé par quatre réglettes disposées en rectangle,dans lesquelles sont logés des ensembles respectifs de diodes électro-luminescentes et de photo-transistors placés en vis à vis de manière à produire devant l'écran du moniteur de télévision deux séries de faisceaux lumineux parallèles, perpendiculaires l'une à l'autre. 5. Terminal opérateur interactif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comporte devant l'écran du moniteur de télévision une plaque formée d'un matériau transparent, pourvue de fenêtres d'affichage par peinture de sa face avant et sur laquelle peut être fixé le système de pointage. 6. Terminal opérateur interactif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le système d'indication comporte un système de pointage à photostyle. 7. Terminal opérateur interactif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le système d'indication comporte un système de pointage à plaquette transparente résistive. 8. Terminal opérateur interactif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le système d'indication comporte un système de pointage à détection acoustique. 9. Terminal opérateur interactif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un commutateurmélangeur vidéo commandé par l'ordinateur ainsi qu'un circuit de synchronisation de balayage permettant -l'affichage d'images ou de textes provenant de sources vidéo autres que le dispositif de conversion alphanumérique et graphique. 10. Appareil de diagnostic ou de surveillance médical, caractérisé en ce qu'il comporte un terminal opérateur selon l'une *uelconQue des revendications 1 à 9.