Brevet FR2782174A1 — publié le 20000211

La présente invention concerne un dispositif d'assistance au pilotage stéréoscopique avec un affichage d'images en trois dimensions. Dans les systèmes à casque de visualisation, in- tégrés, actuels, l'état de la technique concerne des modes de réalisation les plus différents. Il s'agit de canaux d'image binoculaires à deux systèmes séparés qui, sans moyens supplé- mentaires comme par exemple des obturateurs LCD, les polari- seurs ou une séparation rouge/vert, permettent une bonne représentation stéréoscopique de l'image. Dans la plupart des modes de réalisation, on représente des informations tridi- mensionnelles de capteurs radar et ladar seulement dans une représentation bidimentionnelle. De plus, les images des cap- teurs sont en partie couvertes par les symboles de conduite de vol et d'armement. Le document DE-37 12 170 Al décrit un système d'affichage stéréoscopique selon lequel la stéréoscopie est obtenue par une conception compliquée avec des loupes de ré- glage, des lentilles et autres composants optiques. Ce mode de réalisation n'a été ni envisagé, ni conçu pour être utili- sé dans les avions. Le document US 3 833 300 décrit un appareil de visualisation de casque à vision tridimensionnelle pour la poursuite de trajectoire d'arme; dans cet appareil, on a néanmoins une représentation d'images de capteurs bidimen- tionnelle et leur combinaison à une symbolique 3D ne convient pas. Selon le document US 4 952 024, on connaît un ap- pareil de visualisation de casque tridimensionnel pour une utilisation individuelle avec deux générateurs d'images; toutefois cela n'est pas conçu pour servir d'assistance de pilotage stéréoscopique, ni conçu à cet effet; il manque par exemple la possibilité de transparence ainsi que celle d'afficher la scène qui se déroule devant l'utilisateur, le passage à des capteurs d'images à deux dimensions et l'utilisation d'un casque de poursuite. La présente invention a pour but de développer une assistance de pilotage stéréoscopique à image tridimen- sionnelle partant d'un casque de visualisation déjà existant et qui est modifié pour permettre la représentation d'images de capteurs monochromes ou en couleur à deux ou trois dimen- sions et les symboles comme des informations combinées dans l'appareil de visualisation et de pilotage par casque ainsi qu'une représentation tridimensionnelle; la représentation des données de palier de l'avion est découplée de la tenue momentanée de la tête et toutes les informations des capteurs sont perçues de manière intuitive, c'est-à-dire sans inter- prétation, ni contrainte mentale. A cet effet, l'invention concerne un dispositif du type défini ci-dessus caractérisé en ce qu': - une installation d'affichage droite et gauche représente des informations stéréoscopiques non découplées, - un générateur de symboles affiche une symbolique stéréosco- pique selon les informations de position introduites, l'information de l'angle du casque et l'information d'autres systèmes de l'appareil de commande, - un circuit électronique reçoit les informations d'un sys- tème de trame et du générateur de symboles et commande l'installation d'affichage gauche et l'installation d'affichage droite pour former au moins une image d'informations du capteur, - l'électronique calcule les images pour l'oeil gauche et l'oeil droit de façon indépendante et les informations af- fichées par l'installation d'affichage gauche et droite projettent des informations par le diviseur de faisceau dans l'oeil gauche ou l'oeil droit, - la vue de l'utilisateur dans ou avant la scène placée de- vant lui est garantie. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - le dispositif d'affichage gauche et le dispositif d'affichage droit reproduisent des images synthétiques bi- directionnelles en couleur et monochromatiques ou des sym- boles ou autres images de capteurs, - des trames et/ou des images sont affichées dans le dispo- sitif d'affichage gauche et le dispositif d'affichage droit, - dans l'installation d'affichage gauche et l'installation d'affichage droite, on reproduit des images de capteurs en deux dimensions et les symboles ou les images synthétiques en trois dimensions, - l'électronique effectue le calcul selon la vitesse réelle du standard de télévision, - le générateur de symboles et le circuit électronique génè- rent une représentation des données de position de l'engin volant, découplée et d'un support de tête, instantané (dispositif de poursuite) de l'utilisateur sur l'installation d'affichage gauche et droite. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation re- présentés schématiquement dans les dessins annexés, dans les- quels: - la figure 1 montre la construction et le fonctionnement d'une assistance de pilotage stéréoscopique, - la figure 2 est un schéma concernant l'information princi- pale dans le cockpit capteurs/symboles, - la figure 3 est un schéma de la stéréoscopie asymétrique. La présente invention prévoit une véritable re- présentation tridimensionnelle de l'image d'un appareil de visée de casque connu, conçue de manière appropriée, utilisée pour le pilotage à vue des avions. Pour cela, pour la repré- sentation, on utilise les informations suivantes qui peuvent également être combinées: - des images de capteurs monochromes ou en couleur à deux ou trois dimensions (TV, FLIR, Radar, etc.), - symboles monochromes ou en couleur à deux ou trois dimen- sions, - canaux d'affichage d'informations monochromes ou à deux canaux avec des tubes d'amplification d'image (BiV). Le symbolisme est commandé par l'appareil de poursuite de casque de l'appareil de visée pour obtenir les types de représentation suivants: solidaire de la tête, - solidaire du support du casque, - découplé du contrôleur. Il convient de souligner que les trois types évo- qués ci-dessus peuvent également se produire simultanément. En parallèle à cela, les signaux d'angle du traceur de piste génèrent une plate-forme de capteur pour que les images de TV, FLIR ou des capteurs de radar correspondent aux direc- tions voulues. Partant d'un appareil de visualisation par cas- que, intégré moderne, et qui remplit toutes les exigences des représentations d'image en deux ou trois dimensions, la pré- sente invention propose de diriger les canaux vidéo des géné- rateurs d'images par deux canaux jusqu'à l'entrée vidéo. Un générateur de symboles 1 génère selon les procédés connus de manière générale, les signes à représenter et les figures de choix pour les yeux du pilote; celui-ci reconnaît l'information comme à la figure 1. Le symbolisme tridimen- sionnel est utilisé dans la journée par la liaison avec les images de capteurs ainsi que la nuit. On peut également l'utiliser uniquement dans la journée et au crépuscule. La figure 1 montre un exemple de réalisation d'un dispositif d'assistance au pilotage stéréoscopique dont la structure et le fonctionnement sont caractérisés comme suit: A l'oeil gauche et à l'oeil droit 2, 3, on affiche de manière découplée, les informations stéréoscopiques du dispositif d'affichage gauche et du dispositif d'affichage droit 4, 5. Un guide de faisceau projette les informations des capteurs et de la symbolique de vol dans l'oeil gauche 2 et dans l'oeil droit 3. Le générateur de symboles 1 génère les symboles stéréoscopiques et les transmet aux circuits élec- troniques de symboles. Les capteurs peuvent être commandés par un système de poursuite. Ils fournissent ainsi une image de la direction de vue obtenue par le dispositif de poursuite de casque. Un avantage important de la conception proposée est d'avoir une reproduction d'images monochromes et en cou- leur d'images de synthèse à deux dimensions ou de symboles et d'images de capteurs pour chaque eil par un canal d'images propre, c'est-à- dire un ensemble binoculaire, ce qui crée la représentation stéréoscopique à trois dimensions. La sépara- tion rendue possible des deux zones des capteurs d'images et des symboles permet la suppression des superpositions indési- rables. Le pilote voit entre les images de capteurs à deux dimensions et l'oeil, les symboles tridimensionnels comme cela apparaît à la figure 3. De plus, la reproduction des images de trame et de chocs par exemple d'images de capteurs à deux dimensions et de symboles ou d'images synthétiques à trois dimensions est rendue possible, car ces images sont calculées indépen- damment pour oeil gauche et oeil droit dans le système stéréo- scopique électronique avec calcul indépendant pour oeil gauche et oeil droit en fonction de la vitesse réelle du standard de télévision (standard européen, américain et japonais). De plus, la conception proposée pour atteindre la stéréoscopie convient tout particulièrement bien, car elle ne contient pas de réduction de qualité (réduction optique) des éléments. L'utilisateur reçoit sans difficulté la vue dans ou à travers la scène qui se trouve devant lui et il a une sai- sie intuitive de la position de vol de l'avion, de la dis- tance vis-à-vis des obstacles etc. Comme déjà évoqué, la représentation des données de position de l'avion se fait de manière découplée de la tenue instantanée de la tête. Les si- gnaux sont fournis par le suiveur de casque à trois axes (azimut du casque, élévation du casque, roulis du casque). R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Dispositif d'assistance au pilotage stéréoscopique avec un affichage d'images en trois dimensions caractérisé en ce que - une installation d'affichage droite et gauche (4, 5) repré- sente des informations stéréoscopiques non découplées, - un générateur de symboles (1) affiche une symbolique sté- réoscopique selon les informations de position introduites, l'information de l'angle du casque et l'information d'autres systèmes de l'appareil de commande, - un circuit électronique (16) reçoit les informations d'un système de trame (7) et du générateur de symboles (1) et commande l'installation d'affichage gauche et l'installation d'affichage droite (4, 5) pour former au moins une image d'informations du capteur, l'électronique (6) calcule les images pour l'oeil gauche et l'oeil droit (2, 3) de façon indépendante et les informa- tions affichées par l'installation d'affichage gauche et droite (4, 5) projettent des informations par le diviseur de faisceau dans l'oeil gauche ou l'oeil droit (2, 3), - la vue de l'utilisateur dans ou avant la scène placée de- vant lui est garantie. 2 ) Dispositif d'assistance au pilotage, stéréoscopique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'affichage gauche et le dispositif d'affichage droit (4, 5) reproduisent des images synthétiques bidirec- tionnelles en couleur et monochromatiques ou des symboles ou autres images de capteurs. 3 ) Dispositif d'affichage au pilotage, stéréoscopique selon la revendication 1, caractérisé en ce que des trames et/ou des images sont affichées dans le dispositif d'affichage gauche et le dispositif d'affichage droit. 4 ) Dispositif d'affichage au pilotage, stéréoscopique selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans l'installation d'affichage gauche et l'installation d'affichage droite (4, 5), on reproduit des images de cap- teurs en deux dimensions et les symboles ou les images syn- thétiques en trois dimensions. ) Dispositif d'affichage au pilotage, stéréoscopique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électronique (6) effectue le calcul selon la vitesse réelle du standard de télévision. 6 ) Dispositif d'affichage au pilotage, stéréoscopique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le générateur de symboles (1) et le circuit électronique (6) génèrent une représentation des données de position de l'engin volant, découplée et d'un support de tête, instantané (dispositif de poursuite) de l'utilisateur sur l'installation d'affichage gauche et droite (4, 5).