Brevet FR2687241A1 — publié le 19930813

Procédé et dispositif de visualisation cartographique utilisant lln écran de visualisation d'ordinateur. La présente invention concerne l'affichage, sur un Écran d'ordinateur, d'une carte et de la position d'un ou plusieurs mobiles, et se rapporte, en particulier, aux domaines de la radionavigation et des communications. Dans ce qui suit il sera toujours question d'un mobile, étant entendu que ce qui sera dit pour l'affichage de ce mobile :;ur l'écran et donc sur la carte, pourra s'appliquer à plusieurs mobiles aux adaptations près, à la portée de l'homme du métier traitement en parallèle ou en série des informations relatives à chaque mobile et affichage sur l'écran d'autant de points qu'il y a de mobiles, du moins dans la mesure ou ces mobiles se trouvent situés en un endroit représenté sur la carte. I1 est connu, en radionavigation, connaissant les coordonnées géographiques d'un mobile, d'afficher sur l'écran de visualisation d'un ordinateur une carte mise en mémoire dans l'ordinateur et un point lumineux ou toute autre représentation plus ou moins schématique du mobile ; l'ordinateur affiche la représentation du mobile sur l'écran, au point de la carte dont les coordonnées correspondent aux coordonnées géographiques du mobile. La représentation cartographique électronique permet d'obtenir, sur un écran graphique à haute définition, des cartes d'une qualité se rapprochant de la qualité des cartes sur papier. Mais ceci n'est possible qu'à un prix et avec des contraintes d'environnement qui interdisent pratiquement l'utilisation de tels moyens de cartographie avec des calculateurs vraiment portatifs ou portables. A titre d'exemple, les normes de reproduction standard de photocomposition étant de 1 000 à 1 500 DPI (:Dot Per Inch, c'est-à-dire pixel par pouce) c'est-à-dire de 1 à 2 millions de pixels par pouce carré, il faut 100 à 200 millions de pixels pour visualiser sur écran une carte d'une surface de 100 a pouces carrés (= 645 cm ), correspondant sensiblement au format A4 (21 x 29,7 = 623,7 cm ), avec la qualité d'une carte sur papier - ceci ntest évidemment pas possible avec des écrans qui comportent 350 000 pixels par image comme les écrans standards actuels. I1 faut aussi noter que la représentation graphique électronique présente deux difficultés importantes : le stockage de l'énorme quantité d'information nécessaire, comme il a été vu ci-avant, à la représentation de plusieurs cartes avec une bonne qualité et la nécessité de pouvoir passer en quelques secondes, s-oil e quelques fractions de seconde, d'une carte stockée à une autre carte stockée. I1 est vrai qu'il est connu de stocker l 'information cartographique non pas sous la forme de pixels bruts mais à l'aide d'algorithmes de compression-décompression permettant de traiter plus rapidement les zones uniformément colorées, les lignes, les éléments de texte et les symboles, et d'atteindre un gain de compression de 1 000 à 100 000 suivant les cartes ; mais l'élaboration d'une carte compressée est une étape longue et coûteuse. La présente invention a pour but d'éviter ou, pour le moins, de réduire les inconvénients ci-avant mentionnés. Ceci est obtenu en ne stockant pas l'information cartographique mais en utilisant la carte sur son support soit en la positionnant devant l'écran soit en la projetant sur l'écran comme lors de la lecture d'un film en télécinéma. Selon l'invention il est proposé un procédé de visualisation cartographique utilisant un ordinateur et un écran de visualisation de l'ordinateur et dans lequel les coordonnées geographiques d'un mobile sont fournies à l'ordinateur, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une carte-support comportant un dessin d'une carte sur un support, le dessin représentant une zone donnée dans laquelle se trouve le mobile, à réaliser une carte-écran en amenant au moins une partie du dessin dans un plan au moins tries voisin du plan de l'écran, à s fournir à l'ordinateur des informations définissant la zone r3rPsentée sur la carte-écran et la position de la carte-écran par rapport à écran, à utiliser l'ordinateur pour effectuer une transposition de coordonnées afin d'effectuer un affichage en un point de l'écran placé au moins sensiblement au même endroit que le point de la carte-écran ayant les mêmes coordonnées que le mobile. Selon l'invention il est également proposé un dispositif de visualisation cartographique utilisant un ordinateur auquel sont fournies les coordonnées géographiques d'un mobile, et un écran de visualisation de l'ordinateur, caractérisé en ce qu'il comporte : une carte-support comportant un dessin d'une carte sur un support, le dessin représentant une zone donnée dans laquelle se trouve le mobile et des moyens de transfert pour amener au moins une partie du dessin de la carte-support dans un plan au moins très voisin du plan de l'écran et former ainsi une carte-écran. La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à I'aide de la description ci-après et des figures s'y rapportant qui représentent - la figure 1, une vue partielle, schématique d'un dispositif de visualisation selon l'invention, - la figure 2, une coupe dans le dispositif selon la figure 1, - la figure 3, une vue plus détaillée d'un élément de la figure 1, - la figure 4, une vue d'une variante à un éIément de la figure 1, - la figure 5, un schéma destiné à expliquer la variante selon la figure 4, - la figure 6, un schéma de réalisation d'un dispositif selon l'invention, - la figure 7, une vue détaillée d'un élément du schéma selon la figure 6, avec un encadré destiné à permettre d'expliquer une façon d'utiliser cet élément. Sur les différentes figures les éléments correspondants ont désignés par les mêmes références. La figure 1 est une vue partielle, schématique, en éclaté d'un dispositif de visualisation selon l'invention qui montre un écran de visualisation E, une glissière G, une diapositive D et une plaque de protection transparente, H. L'écran E est situé sur la face avant d'un boîtier, non représenté, qui comporte les moyens de visualisation d'un ordinateur lui-même non représenté sur la figure 1. La glissière G constitue trois côtés d'une bordure rectangulaire et la diapositive pénètre à frottement doux dans les rainures de cette glissière ; la diapositive a été représentée alors qu'elle n'était rentrée qu'environ des quatre cinquièmes dans la glissière G, afin de laisser voir une partie des rainures de la glissière. Le montage de la glissière G consiste à la plaquer sur la face avant du boîtier de visualisation et à la visser dans des trous prévus à cet effet autour de l'écran ; la plaque transparente H est alors vissée sur le cadre G pour protéger la diapositive. Dans le dispositif qui a servi d'exemple à la présente description la face arrière de la diapositive se trouve à environ 1 inni de l'écran ; ceci a été rendu possible par une glissière dont les rainures sont ouvertes sur l'arrière ctest-à-dire où l'une des deux parois latérales des rainures est constituée par la paroi de la face avant du boîtier de visualisation ; mais dans la vue partielle selon la figure 1 il a paru plus clair, pour la compréhension du montage, de représenter la glissière G avec des rainures complètes. Dans une coupe verticale, perpendiculaire à l'écran E, la figure 2 montre l'écran E de la figure 1 ainsi que la diapositive D et une cellule photoélectrique J2 ; là encore l'écran et la diapositive, de même que la cellule ont été légèrement écartés les uns des autres de manière à mieux les distinguer. La cellule J2, qui n'avait pas été représentée sur la figure 1, fait partie d'un groupe de deux cellules montées aux extrémités d'une barre, non représentée, solidaire de la glissière G et disposée de manière que, lorsqu'une diapositive est enfoncée dans la glissière G, les deux cellules soient respectivement en face des coins bas droite et gauche de la partie image de la diapositive considérée; par partie image il faut entendre toutes les informations contenues sur le support plat de la diapositive et qui peuvent, par exemple, être projetées sur une surface blanche à l'aide d'une source lumineuse. La figure 3 montre un exemple de réalisation de la diapositive D selon les figures 1 et 2. Cette diapositive représente une carte géographique, à l'exception d'une bande transparente disposée sous la carte ; deux grilles codées R1 et R2 sont dessinées respectivement aux deux extrémités de la bande transparente. Il est à noter que la bande transparente n'est pas vue d'un observateur placé devant l'écran étant donné qu'elle est masquée par la barre mentionnée au paragraphe précédent et qui comporte les deux cellules photoélectriques telles que la cellule J2 de la figure 2. Ces deux cellules se trouvent directement placées devant les grille codées R1 et R2, ou plus exactement les grilles R1 et R2 sont centrées sur la position virtuelle ou devrait se trouver le milieu des cellules stil n fy avait pas de décalage entre la carte et l'écran. Les grilles sont formées chacune par un motif géométrique carré de 8 x 8 = 64 pixels qu'un agrandissement effectué, dans la figure 3, sur R2 permet de mieux voir. Dans les grilles une partie du motif, constituée par 7 x 7 pixels, donne des coordonnées géographiques : pour Ri les coordonnées du point supérieur gauche A de la carte représentée et pour R2 les coordonnées du point inférieur droit B. Les 15 pixels restants sont délibérément colorés en noir pour servir de repères de positionnement. Les grilles R1 et R2 sont lues par l'ordinateur au moyen respectivement de deux sous-ensembles de 16 x 16 = 256 pixels de l'écran E. Ces 16 x 16 pixels couvrent une surface supérieure à celle de la grille, et leur position est choisie de manière que, malgré le décalage qui peut exister entre la carte et écran, tous les pixels de la grille se trouvent en face du sous-ensemble correspondant de écran. Pour lire, par exemple, la grille R2, ltordinateur allume un pixel unique dans le sous-ensemble écran de 256 pixels correspondant à la grille R2 et regarde la luminosité transmise à travers la grille et captée par la cellule J2 ; ltopération est répétée avec les 255 autres pixels du sous-ensemble. Le décodage des informations provenant de cette lecture donne les coordonnées géographiques des points supérieur gauche B et inférieur droit A de la carte sur la diapositive, ce qui permet de déduire l'échelle de la carte, connaissant les dimensions de la diapositive. Ces informations permettent, connaissant les coordonnées géographiques d'un mobile M de calculer la position Xm, Ym du mobile exprimée en pi.N:els sur l'écran. Ensuite, en calculant la position des 15 pixels des repères de positionnement des grilles R1 et R2, l'ordinateur connaît le décalage de la diapositive par rapport à écran, de façon précise. En appelant X1, Y1 et X2, Y2 les coordonnées théoriques de A et B exprimées en pixels de l'écran, Xl+dX1, YlsdY1 et X2 + dX2, Y2 + dY2 leurs coordonnées réelles, les coordonnées exprimées en pixels qu'il faut donner au mobile sur l'écran pour tenir compte du décalage sont Xm+dXm, Ym+dYm, avec dXm = dX1 + (Xm - Xl)(dX2 - dX1)/(X2 - Xl) dYm = dYl + (Ym - Yl)(dY2 - dY1)/(Y2 - Yî) bien entendu les valeurs de dXm et dYm sont arrondies à l'entier le plus proche et ainsi la correction pour l'affichage d'un mobile se fait avec une précision d'un pixel de l'écran. Connaissant Xm + dXm et Ym + dYm l'ordinateur peut afficher le mobile sur l'écran et donc sur la carte de la diapositive. Cet affichage du mobile M peut s'effectuer à l'aide d'une étoile qui clignote, comme dans l'une des possibilités offertes par l'exemple de réalisation qui a servi à la présente description ; dans une autre des possibilités offertes, qui est destinée en particulier aux cas où plusieurs mobiles doivent être affichés simultanément, une référence du genre M1, M2, M3...est associée au signe représentatif de chacun des mobiles sur la tarte . I1 est à noter que la correction par le calcul de dXm et dYm, permet de tenir compte, du moins dans certaines limites, des glissements et des vibrations dont pourrait être affectée la diapositive dont le positionnement par rapport à l'écran ne nécessite donc pas une grande précision. Ceci permet, dans une variante illustrée par les figures 4 et 5 de remplacer la diapositive D par un film F monté sur deux bobines Q1, Q2 pour former une cassette C dont le boîtier a été représenté comme s'il était entièrement transparent. En fait, dans l'exemple décrit le boîtier n'est transparent qu'au niveau d'une fenêtre W sensiblement aux dimensions de l'écran E contre lequel elle est destinée à être montée et au niveau d'une partie du côté du boîtier de la cassette C opposé à la fenêtre W afin de permettre à un observateur de voir la partie du film disposée entre la fenêtre et lui. Le film F de la figure 4 comporte une succession de vues comparables à un ensemble de diapositives successives dont une, au choix de l'ordinateur ou de l'opérateur et par une mécanique de commande non représentée, peut être amenée dans la fenêtre W. La figure 5 représente partiellement les contours d'une carte à l'intérieur de laquelle ont été repérées les positions correspondant à diverses vues du film de la cassette selon la figure 4. La première vue, 1, correspond à l'angle en haut à gauche de la carte, son contour a été représenté en traits continus ainsi que la limite de la bande transparente avec les deux grilles contenues dans cette bande transparente. Les contours correspondants aux autres vies 2, 3, K, K + 1, du film ont été représentés alternativement en traits interrompus et en traits continus pour pouvoir les distinguer les uns des autres ; les vues forment des bandes horizontales de K vues avec recouvrement d'un huitième d'une vue à la suivante dans les bandes et avec un recouvrement des trois dixièmes d'une t ncle à la suivante. Il est à noter que. selon les cartes à q r nscrire sur le film dune cassette et selon leur utilisation il y a intérêt à étudier si les vues doivent être disposées en lignes successives ou en colonnes successives afin de réduire le temps moyen nécessaire au passage d'une vue à une autre lorsque ie mobile en se déplaçant sort des limites de la partie de carre contenue dans la vue placée, à un moment donné, devant l'écran Les figures 6 et 7 illustrent une variante de réalisation dans laquelle la carte sur son support, qui dans l'exemple décrit est une diapositive D, n'est pas plaquée sur l'écran E d'un ordinateur P mais est lue par un système du type télécinéma comportant siccessivemeni: un circuit de balayage N, une première optique S1, la diapositive D, une seconde optique S2 et un circuit de lecture. Le circuit de balayage, commandé par l'ordinateur P, fournit un pinceau lumineux de balayage en lignes et colonnes qui, grâce à l'optique S1, détermine rin balayage en trames de toute la surface utile de la diapositive D. Le pinceau après avoir traversé la diapositive D est concentré par l'optique S2 sur l'entrée du circuit de lecture qui le transforme en signaux électriques ; ces signaux sont transmis à l'ordinateur P qui peut alors afficher sur son écran E la carte lue par le circuit de lecture L. La diapositive comportant deux grilles, comme dans l'exemple illustré à la figure 3, l'ordinateur connaît la position exacte où il affiche sur son écran E les différents points de la partie de carte représentée sur cotte diapositive ; l'ordinateur peut donc afficher en surimpression sur son écran E la position d'un mobile dont les coordonnées lu sont fournies. Il est à noter que le dispositif selon les figures G et 7 permet, en modifiant le balayage en trames de la diapositive, d'effectuer un grossissement d'une partie de la diapositive et de projeter cette partie agrandie sur l'écran E. Ceci est illustré, sur la figure 7, par un encadré noir autour du village de Bills et, dans l'exemple décrit, le circuit de balayage est alors commandé pour effectuer un balayage en deux parties : un balayage couvrant le contenu de l'encadré pour la partie superiellre de la trame et un balayage couvrant le contenu de 1n partie transparente de la diapositive avec les grilles pour la partie inférieure de la trame. La présente invention n'est pas limitée aux exemples décrits c'est ainsi en particulier que la carte au lieu d'être sur un support transparent comme pour les diapositives et les films peut être sur un support opaque et en particulier sur du papier ; la carte pourra alors être projetée sur l'écran par rétroprojection où être lue pour être affichée sur l'écran ou même la superposition de la carte et du mobile affiché sur l'écran pourl a être obtenue au moyen d'un miroir semi-transparent l'un étant vu par transparence et l'autre par réflexion. REVENDICATIONS 1. Procédé de visualisation cartographique utilisant un ordinateur et un écran de visualisation de l'ordinateur et dans lequel les coordonnées géographiques d'un mobile sont fournies à l'ordinateur, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une carte-support comportant un dessin d'une carte sur un support, le dessin représentant une zone donnée dans laquelle se trouve le mobile, à réaliser une carte-écran en amenant au moins une partie du dessin dans un plan nu moins très voisin du plan de l'écran, à fournir à l'ordinateur des informations définissant la zone représentée sur la carte-écran et la position de la carte-écran par rapport à écran, à utiliser l'ordinateur pour effectuer une transposition de coordonnées afin d'effectuer un affichage en un point de écran placé au moins sensiblement au même endroit que le point de la carte-écran ayant les mêmes coordonnées que le mobile. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support est un support transparent et en ce qu'il consiste à placer le support juste devant l'écran pour obtenir la carte-écran. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à choisir la carte-support parmi plusieurs cartes-support et à remplacer man neil ement la carte - support itilisée par une autre des cartes-support. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce clutil consiste à choisir la carte-support parmi plusieurs carte-support et à remplacer mécaniquement la carte-support utilisée par une autre des cartes-support. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste, pour obtenir la carte-écran, à effectuer en concomitance la lecture de la carte-support et son affichage sur l'écran. G. Dispositif de visualisation cartographique utilisant un -r-c inatellr auquel sont fournies les coordonnées géographiques d'un mobile, et un écran de visualisation de l'ordinateur, caractérisé en ce qu'il comporte : une carte-support (D ; F) comportant un dessin d'une carte sur un support1 le dessin représentant une zone donnée dans laquelle se trouve le mobile et des moyens de transfert (G ; Q1, Q2 ; N, S1, S2, L, P) pour amener au moins une partie du dessin de la carte-support dans un plan au moins très voisin du plan de l'écran (E) et former ainsi une carte-écran. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le support est un support transparent et en ce que les moyens de transfert sont des moyens mécaniques (G ; Q1, Q2) de positionnement de la carte-support (D ; F) devant l'écran (E). 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le support est un support transparent et en ce que les moyens de transfert comportent une glissière (G) solidaire de l'écran (E) destinée à recevoir la carte-support qui devient carte-écran quand elle est dans la glissière. 9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le support est un support transparent et en ce que les moyens de transfert comportent deux bobines parallèles (Q1, Q2) sur lesquelles est enroulé un film (F) comportant une succession de vues qui peuvent être transférées d'une des bobines vers ]'autre par rotation des bobines et en ce que, quand l'une des vues se trouve dans une position donnée (W) entre les deux bobines elle constitue la carte-support. 10. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de transfert comportent des moyens opto-électroniques (N, Sl, S2, L) commandés par l'ordinateur pour lire la carte-support (D) et des moyens d'affichage constitués par l'ordinateur (P), pour, en concomitance avec la lecture par les moyens opto-électroniques, afficher sur l'écran (E) le dessin lu par les moyens de lecture. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce q"e les moyens opto-électroniques (N, S1, S2, L) réalisent une lecture d'une partie seulement du dessin de la carte-supporl (D). 12. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la carte-support comporte, en plus du dessin, des éléments de codage (R1,R2) pour servir d'information sur les dimensions et la situation géographique de la zone donnée. 13. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la carte-support comporte des marques (R1, R2) en plus du dessin et en ce que le dispositif comporte des moyens de repérage (J2) pour déterminer la position exacte du dessin par repérage de la position des marques, quand le dessin est amené, avec les marques, dans le plan au moins très voisin du plan de l'écran (E).