Brevet FR2702576A1 — publié le 19940916

TERMINAL POUR UN DIALOGUE HOMME/MACHINE AVEC UN SYSTEME INFORMATIQUE FAISANT INTERVENIR UNE PLURALITE D'ELEMENTS DE VISUALISATION. La présente invention dialogue homme/machine faisant intervenir une et/ou de signalisation. concerne avec un pluralité un terminal pour un système informatique d'éléments d' affichage Elle s'applique notamment, mais non exclusivement, à la réalisation d'une régie de commande permettant d'avoir un accès rapide à une commande ou à un paramètre à modifier qui se trouve affiché sur l'un quelconque des dispositifs de visualisation équipant un poste de pilotage d'un aérodyne. D'une façon générale, on sait que dans les installations de ce genre, on a déjà proposé plusieurs solutions permettant de répondre aux besoins d'accès et de modifications des paramètres affichés sur les dispositifs de visualisation. Une première solution consiste à équiper les écrans de visualisation, de surfaces tactiles permettant l'accès direct aux paramètres à modifier ou à désigner qui s'y trouvent affichés. 2 2702576 Cette solution qui s'intègre au dispositif de visualisation et qui permet un accès rapide et instinctif aux données à modifier présente un certain nombre d'inconvénients, tels que l'altération des images en raison de la présence de la surface tactile sur l'écran de visualisation, l'apparition de marques de doigts à l'écran, liée à l'utilisation normale de la surface tactile, un coût élevé du fait qu'elle exige autant de surfaces tactiles que d'écrans de visualisation, une certaine fragilité et un risque d'usure de la surface tactile pouvant engendrer une gêne visuelle (rayures, altération des traitements anti-reflets), voire des pannes. Cette solution impose en outre que les différents écrans d'affichage soient disposés à portée de la main de l'opérateur. Une seconde solution fait intervenir une architecture dans laquelle un équipement spécifique, tel qu'une tablette tactile, permet de déplacer un curseur sur la donnée à modifier, affichée par l'écran d'un dispositif de visualisation sélectionné parmi n. Cette solution présente l'avantage d'être moins coûteuse (d'autant moins que le nombre de visualisations à commander est élevé), de présenter une grande souplesse d'utilisation (mode curseur, pointeur absolu, relatif, etc) ainsi qu'une fiabilité et qu'une robustesse satisfaisantes. Elle présente cependant de nombreux inconvénients dus au fait que: il n'y a pas de retour des actions effectuées sur la tablette, les modes de fonctionnement ne sont pas évidents (la tablette est muette), les désignations de paramètres proches les uns des autres sur un écran chargé peuvent être difficiles (nécessité d'une finesse gestuelle souvent incompatible avec les conditions de vol, en particulier dans un avion d'arme). Cette solution qui accroit la charge de travail du pilote est donc pénalisante. L'invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients en cumulant les avantages des solutions précédemment exposées. Elle propose, à cet effet, un terminal permettant un dialogue entre un opérateur et un système informatique faisant intervenir au moins un processeur et plusieurs éléments de visualisation, ce terminal comportant un écran tactile de dimensions réduites possédant les ressources nécessaires pour afficher des images représentatives de celles desdits éléments de visualisation, et ce, quels que soient leur format, leur résolution ou leur contenu, ces images définissant des plages sensibles que l'opérateur peut désigner au système par une action manuelle sur l'écran tactile du terminal, des moyens permettant de transmettre au système une information en correspondance avec la plage désignée par l'opérateur, des moyens permettant de valider la plage désignée par l'opérateur, et des moyens permettant de sélecter les susdites images. Bien entendu, les susdites plages sensibles peuvent être associées à de multiples fonctions, telles que, par exemple, des commandes, des saisies, des incrémentations de paramètre, etc Dans ce cas, chaque plage pourra comprendre des inscriptions permettant d'indiquer, selon 3 - le cas, sa nature, sa fonction, le paramètre à modifier, etc Avantageusement, le terminal pourra comprendre des moyens permettant de sélecter une ou plusieurs images distinctes de celles des éléments de visualisation pour permettre à l'opérateur d'effectuer un dialogue direct avec le système ou même seulement avec le terminal, indépendamment du système. Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ci- après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue schématique d'un terminal de communication de type régie de commande à accès rapide (RCAR) destiné à l'équipement du poste de pilotage d'un aérodyne La figure 2 montre une architecture de planche de bord d'un aérodyne intégrant un terminal de communication; La figure 3 est un schéma de raccordement du terminal de communication avec tous les éléments de visualisation de la planche de bord; La figure 4 est un schéma synoptique d'un terminal. Tel que représenté sur la figure 1, le terminal RCAR selon l'invention se présente sous la forme d'un boîtier parallélépipédique dont la face frontale 1 est en grande partie occupée par un écran tactile 2 pouvant par exemple consister en une cellule à cristaux liquides recouverte d'une surface sensible transparente, de type clavier 4 - tactile, qui incorpore au moins une plage sensible de détection permettant une résolution de désignation importante selon le principe connu des surfaces tactiles dites continues. Avantageusement, la surface tactile 15 de l'écran 2 est montée sur un dispositif de détection d'effort 16 (figure 4) qui délivre au moins un signal d'identification lorsqu'un effort exercé sur la surface tactile 15 s'élève au-dessus d'au moins un seuil prédéterminé Ce signal peut servir pour filtrer les sollicitations parasites ou même pour distinguer les effleurements de l'écran par la main de l'opérateur qui, même si ils ont provoqué un changement d'état sur la surface tactile 15, ne doivent pas être pris en compte par le système, de la même façon qu'une sollicitation plus prononcée. Dans sa partie qui n'est pas occupée par l'écran 2, la face frontale 1 est équipée d'un sélecteur à bouton rotatif 3, pouvant prendre six positions, PC, visul, visu 2 visu 5, et un rotacteur sans fin 4, comprenant un bouton rotatif mobile axialement avec rappel par ressort, dont la rotation sert à engendrer une incrémentation ou une décrémentation, et les déplacements axiaux (sous l'effet d'une pression) servent à effectuer des validations. Comme représenté sur la figure 2, le terminal RCAR peut être intégré à une planche de bord 5 incluant cinq autres éléments d'affichage et/ou de visualisation, respectivement appelés VISUI VISU 5. Dans ce cas, il comprend des moyens permettant d'afficher à l'écran 2 une image représentative de celle de l'élément d'affichage correspondant à celui indiqué par le sélecteur, ici l'élément d'affichage VIS Ul. - La position PC (poste de commande) sert, quant à elle, à passer à un mode de fonctionnement propre, selon lequel l'écran affiche une image qui lui est propre et qui permet à l'opérateur d'effectuer avec le terminal un dialogue indépendant des éléments d'affichage et/ou des visualisations VIS Ul à VISU 5. Bien entendu, le terminal RCAR pourrait être installé ailleurs que sur la planche de bord (par exemple sur la banquette centrale entre le pilote et le co-pilote) à condition toutefois qu'il soit à portée de main et dans le champ visuel de l'opérateur. Le terminal de communication RCAR est connecté aux différents éléments de visualisation par l'intermédiaire d'un bus de commande BC (figure 3) et d'une multiplicité de bus d'image Bt à Bn à raison de un bus d'image par élément de visualisation. La transmission des données images sur chacun de ces bus image Bt à Bn est assurée par un circuit d'émission prévu dans l'élément de visualisation VIS Ul à VIS Un correspondant qui présente les images en temps réel, selon un format numérique standardisé et dont l'interprétation (par le terminal RCAR) est identique pour tous les éléments de visualisation. Afin de simplifier les traitements de données sur les images au sein du terminal RCAR, chaque élément de visualisation VIS Ul à VIS Un possède un circuit d'élaboration des données standardisées 10, en particulier des informations "pixels" qui servent à caractériser les pixels selon des attributs tels que couleur/luminance. Un circuit de compression 7 qui reçoit les données du circuit 10 permet de réduire le débit sur le bus image Bt, B 2, Bn commandé par le circuit d'émission 6. 6 - Ce circuit de compression 7 pourra être de type dit sans perte d'information et réalisé à l'aide de circuits du commerce tels que le circuit intégré A HA 33 70 de la Société Advanced Hardware Architectures, qui exploite un algorithme de compression d'Huffman Cette réduction de débit permet d'accélérer l'acquisition par le terminal de l'image totale. Un circuit de réception 8, raccordé au bus de commande BC, permet à chaque élément de visualisation VIS Ul à VIS Un de recevoir les commandes passées à partir du terminal RCAR et de les répercuter sur le circuit de gestion 9 de l'élément de visualisation puis sur l'afficheur 11 de l'élément de visualisation (passage en vidéo inverse du paramètre sélecté, incrémentation ou décrémentation du paramètre, changement de page, etc). Par ailleurs, le circuit de gestion 9 est relié au circuit de compression 7 par l'intermédiaire du circuit d'élaboration de données standardisées 10. D'une façon plus précise, le terminal RCAR comprend une unité de traitement à microprocesseur 12 associée de façon classique à une mémoire vive RAM 13 et à une mémoire morte ROM 14 (figure 4). Cette unité de traitement 12 reçoit les informations relatives à l'état des sélections effectuées au moyen de la surface tactile 15 qui recouvre l'écran 2, au détecteur d'effort (représenté schématiquement par le bloc 16), au sélecteur 3, au rotacteur et au poussoir de validation 4. Elle pilote la chaîne de traitement des données image qui comprend successivement un sélecteur de bus d'entrée 17 qui est raccordé aux bus de données image Bi, B 2, Bn, un circuit 18 de décompression des données image du bus 7 - sélecté, un séquenceur programmable 19 de rangement des "données pixels", dans une mémoire RAM 20 dimensionnée de manière à assurer le stockage de l'image entière, et un séquenceur programmable 21 qui effectue la lecture des données présentes dans la mémoire 20 et gère la présentation de l'image sur l'écran 2. Le séquenceur programmable 19 reçoit de l'unité de traitement 12 les caractéristiques de rangement à effectuer dans la mémoire 20 en fonction des caractéristiques connues de l'élément de visualisation VISU 1, VISU 2, VIS Un sélecté Dès la sélection réalisée par le commutateur 3, il reçoit de l'unité de traitement 12 des équations logiques d'initialisation correspondant aux traitements du rangement de données en mémoire RAM 20 à effectuer Le séquenceur programmable 21 reçoit de l'unité de traitement 12 les équations logiques d'initialisation correspondant aux traitements d'extraction des données en mémoire RAM 20, permettant de réaliser les opérations spécifiques de formatage de l'image présentée sur l'écran. Les séquenceurs programmables 19 et 21 peuvent être réalisés par exemple à l'aide de circuits intégrés de type "Logic Cell Arrays" ou "Field Programmable Gate Arrays" proposés sous la marque "XILINX", par exemple, dans lesquels les équations logiques des traitements à effectuer sur les données ou entrées, peuvent être modifiées selon les besoins sous le contrôle de l'unité de traitement 12. L'unité de traitement 12 est en outre reliée au bus de commande BC par l'intermédiaire d'un adaptateur 22 ainsi qu'à une mémoire externe 23 affectée aux programmes relatifs aux modes spécifiques du terminal (tel que, par exemple, le mode "poste de commande" obtenu en plaçant le sélecteur 3 sur la position PC) Dans ce cas, outre le 8 - 9 _ programme d'application, cette mémoire 23 contient les données relatives aux images à présenter à l'écran 2. Le sélecteur de bus d'entrée 17 permet de relier le terminal RCAR au bus image Bl, B 2, Bn de la visualisation VISU 1, VISU 2, VIS Un sélectée au moyen du sélecteur 3 Il assure également l'adaptation des signaux reçus. Le dispositif de décompression 18 est conçu de manière à procéder à l'opération inverse de celle qui est réalisée par les circuits de compression 7 prévus dans les visualisations VISU 1, VISU 2, VIS Un. Il peut consister en un circuit A HA 33 71 de la Société Advanced Hardware Architectures. Le bus numérique de commande BC qui est commun à toutes les visualisations VISU 1, VISU 2, VIS Un est un bus multi- récepteurs, par exemple de type RS 232, ARINC 429 ou autres. Le fonctionnement du dispositif précédemment décrit est alors le suivant: Le pilote choisit le mode de présentation par une action sur le sélecteur 3. Si, par exemple, le choix est VISU 1, l'unité de traitement 12 qui reçoit cette commande positionne le sélecteur de bus 17 sur le bus Bl. L'unité de traitement 12 charge alors le séquenceur 19 avec les équations de traitement propres aux caractéristiques de l'élément de visualisation VIS Ul (mise en forme, cadrage, gestion des couleurs, des arrangements spécifiques). - L'unité de traitement 12 charge ensuite le séquenceur de lecture 21 avec les équations de traitement propres à l'extraction des données de la mémoire 20 selon l'opération d'affichage demandée (zoom, image totale simplifiée, cadrage). Les données d'affichage mises en forme par le séquenceur 21 sont envoyées vers l'écran 2 pour présentation de l'image au pilote. Celui-ci peut alors manipuler la surface tactile 15 et son détecteur d'effort intégré 16 pour sélectionner par exemple un zoom sur un détail de l'image. Cette action, prise en compte par l'unité de traitement 12, va entraîner une nouvelle programmation des équations de traitement du séquenceur 21 afin d'extraire à présent de la mémoire 20 les éléments d'image demandés. Si le pilote décide ensuite de modifier un paramètre présenté sur l'écran 2 du terminal RCAR, il actionne la surface tactile 2 dans la plage correspondant au paramètre à modifier. Ceci entraîne l'émission d'un mot de commande vers l'élément de visualisation sélecté (VISU 1, dans cet exemple) qui prendra cette commande en compte et modifiera son image présentée (exemple: vidéo inverse du symbole sélecté). Outre la prise en compte de la sélection de l'élément de visualisation et de son affichage, d'autres traitements conséquents peuvent être réalisés par l'élément de visualisation sélecté, hors contrôle du terminal RCAR. Celui-ci bénéficiera, par contre, de l'information présentée sur l'élément de visualisation et qui est reproduite sur son écran 2 au moyen du bus Bl. il - De la même façon, les modifications de paramètres commandées par le pilote sont transmises, au bus BC, par le circuit d'adaptation 22, puis prises en compte par un circuit de réception 8 de l'élément de visualisation VISU 1, VISU 2, VIS Un sélecté, et l'image engendrée sur l'afficheur 11 de cet élément de visualisation sera ensuite recopiée sur l'écran 2 du terminal RCAR. Bien entendu, l'invention ne se limite pas à un type déterminé d'action que l'opérateur peut engendrer à la suite d'une sollicitation sur la couche tactile de l'écran 2 du terminal RCAR. Ainsi, à titre d'exemple, la figure 1 montre le terminal RCAR sur l'afficheur duquel est recopiée une page de visualisation provenant de l'élément de visualisation VIS Ui et présentant plusieurs zones Zl, Z 2, Z 3, Z 4, Z 5, indiquées par des cadres rectangulaires à l'intérieur de chacun desquels est inscrite la fonction correspondante. Chaque zone ainsi définie peut être sélectée par l'opérateur en posant le doigt sur la surface tactile, directement en regard de la zone choisie. Dans le cas o l'action suivante de l'opérateur est une incrémentation ou une décrémentation du paramètre affiché dans le cadre, l'évolution du paramètre modifié pourra être suivie aussi bien sur l'élément de visualisation VIS Ul que sur l'afficheur RCAR qui recopie celle-ci. Avantageusement, le détecteur d'effort 16 et la surface tactile 15 qui lui est associée, seront conçus de manière à permettre la distinction entre un appui franc de sélection et un effleurement de la surface tactile 15. Dans ce cas, une action d'effleurement localisée pourra être interprétée par l'unité centrale 12 comme une commande de zoom sur la zone actionnée, sans répercussion 12 - sur l'élément de visualisation sélecté par les moyens de sélection 3. Un appui franc (force d'appui supérieure à un seuil) sur une zone pourra être alors interprété par l'unité centrale 12 comme une commande de type système, avec répercussion sur l'élément de visualisation sélecté. En outre, une action d'effleurement large (par exemple un balayage transversal sur tout l'écran) pourra être interprétée par l'unité centrale 12 comme une commande de zoom arrière, sans répercussion sur l'élément de visualisation sélecté. 13 - Revendications 1 Terminal permettant un dialogue entre un opérateur et un système informatique faisant intervenir au moins un processeur et plusieurs éléments de visualisation (VISU 1, VISU 2, VIS Un), caractérisé en ce qu'il comprend un écran tactile de dimensions réduites possédant les ressources nécessaires pour afficher des images représentatives de celles desdits éléments de visualisation, et ce, quels que soient leur format, leur résolution ou leur contenu, ces images définissant des plages sensibles (Zl à Z 5) que l'opérateur peut désigner au système par une action manuelle, des moyens permettant de transmettre au système une information en correspondance avec la plage désignée par l'opérateur, des moyens ( 16) permettant de valider la plage désignée par l'opérateur, et des moyens ( 3) permettant de sélecter les susdites images. 2 Terminal selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plages sensibles (Zl à Z 5) sont associées à des fonctions telles que des commandes, des saisies ou des incrémentations de paramètre et comprennent des inscriptions permettant d'indiquer, selon le cas, sa nature, sa fonction et/ou le paramètre à modifier. 3 Terminal selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant de sélecter une ou plusieurs images distinctes de celles des éléments de visualisation, pour permettre à l'opérateur d'effectuer un dialogue direct avec le système ou même seulement avec le terminal, indépendamment du système. 4 Terminal selon l'une des revendications précédentes, 14 - caractérisé en ce qu'il comprend une surface tactile ( 15) montée sur un dispositif de détection d'efforts ( 16) qui délivre au moins un signal d'identification fonction de l'effort et qui permet d'identifier le passage desdits efforts par différents seuils. Terminal selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est connecté aux différents éléments de visualisation (VIS Ul VIS Un) par l'intermédiaire d'un bus de commande (BC) et d'une multiplicité de bus image (Bt Bn), à raison de un bus image (Bt Bn) par élément de visualisation (VIS Ul VIS Un). 6 Terminal selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque élément de visualisation (VISUI VIS Un) comprend un circuit d'élaboration de données standardisées ( 10) relié à un circuit d'émission ( 6) sur un bus image (Bt Bn) par l'intermédiaire d'un circuit de compression ( 7). 7 Terminal selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une unité de traitement à microprocesseur ( 12) qui reçoit des informations relatives à l'état d'actionnement de la surface tactile ( 15), au détecteur d'effort ( 16) et aux moyens de sélection et de validation ( 3, 4), cette unité de traitement ( 12) pilotant une chaîne de traitement des données image comportant un sélecteur de bus d'entrée ( 17) qui est raccordé aux bus de données image (Bl, B 2, Bn), un circuit de décompression des données image du bus sélecté ( 18), un séquenceur programmable ( 19) de rangement des données image dans une mémoire ( 20) et un séquenceur programmable ( 21) qui effectue la lecture des - données présentes dans la mémoire ( 20) et gère la présentation de l'image sur l'écran ( 2). 8 Terminal selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la susdite unité de traitement ( 12) est reliée au bus (BC) par l'intermédiaire d'un adaptateur ( 22) pour transmettre à l'élément de visualisation sélecté les informations introduites par l'opérateur au moyen de la surface tactile ( 15). 9 Terminal selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la susdite unité de traitement ( 12) est associée à une mémoire ( 23) affectée aux programmes relatifs à des modes spécifiques du terminal sélectables par les susdits moyens de sélection ( 3). Terminal selon la revendication 7, caractérisé en ce que, dès la sélection réalisée par le commutateur ( 3), le séquenceur programmable ( 19) reçoit de l'unité de traitement ( 12) des équations logiques d'initialisation correspondant aux traitements du rangement de données en RAM ( 20) à effectuer. 11 Terminal selon l'une des revendications 7 et 10, caractérisé en ce que le séquenceur programmable ( 21) reçoit de l'unité de traitement ( 12) les équations logiques d'initialisation correspondant aux traitements d'extraction des données en RAM ( 20) permettant de réaliser les opérations spécifiques de formatage de l'image présentée sur l'écran ( 2). 12 Terminal selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface tactile ( 15) associée à son détecteur d'effort ( 16) permet la distinction entre un appui franc de sélection et un effleurement. 13 Terminal selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'une action d'effleurement localisée est interprétée par l'unité centrale ( 12) comme une commande de zoom sur la zone actionnée, sans répercussion sur l'élément de visualisation sélecté par les moyens de sélection ( 3). 14 Terminal selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'un appui franc sur une zone est interprété par l'unité centrale ( 12) comme une commande de type système, avec répercussion sur l'élément de visualisation sélecté. Terminal selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'une action d'effleurement large (balayage transversal sur tout l'écran) est interprétée par l'unité centrale ( 12) comme une commande de zoom arrière sans répercussion sur l'élément de visualisation sélecté. 16 -