Brevet FR2827983A1 — publié le 20030131

La présente invention concerne un procédé de reproduction d'une mission de vol enregistrce pour un acronef notamment un hélicop- tère, à partir d'une position d'observateur à l'aide d'une installation de si- mulation de vol. les donnces de vol pour la reproduction par l'installation de simulation de vol pouvant étre appelées par un calculateur de simula- tion dans une mémoire. Elle concerne également une installation pour la mise en _uvre du procédé, composoe d'un calculateur de visualisation comman- dant une installation de visualisation, un calculateur de simulation coopé o rant avec le calculateur de visualisation, le calculateur de simulation comportant des mémoires et des programmes avec des postes de travail pour l'affichage et le graphisme et un système sonore. Pour l'entrainement des pilotes et évaluer de nouvelles ma- n_uvres de vol. on utilise des simulateurs de vol. Un simulateur de vol est is une installation technique. Une telle installation de simulation de vol se compose au moins d'un calculateur de simulation équipé de mémoires très importantes, de plusieurs postes de travail pour l'affichage et la géné- ration graphique, un système sonore ainsi qu'un calculateur de vue cou- plé au calculateur de simulation pour une visualisation de l'environnement selon une installation de visualisation à trois canaux. Une installation connue de simulation de vol dispose de la possibilité d'enregistrer la mission de vol effectuée par le calculateur de simulation dans la mémoire et de représenter cette mission de vol en liai- son avec le calculateur de vue sous la forme d'une reproduction en image et acoustique dans une installation de vue à trois canaux. Dans cette re- présentation, on reproduit la vue du pilote à partir du cockpit. En exploi- tant la mission de vol. l'autocontrôle du pilote est limité à un mode de vue. I1 est souvent difficile de reconnaître dans les modes de vue connus, o le pilote se trouve instantanément par rapport à l'environnement. Pour sou tenir l'autocontrôle, on peut pour cette raison à la demande, incruster fré- quemment des symboles de guidage de vol supplémentaires pour expliciter qu'un chemin de vol souhaité a été ou non quitté. Cela se fait par exemple par l'incrustation du symbole d'un tunnel de vol. Une telle incrustation doit étre faite pendant l'observation à partir des valeurs d'expérience pro pres. D'éventuelles erreurs ne peuvent étre reconnues intuitivement de manière immédiate à cause du mode d'observation qui est unilatéral. La présente invention a pour but d'améliorer la reproduc- tion d'une mission de vol enregistrce à l'aide d'une installation de simula tion de vol pour acronef à partir d'une position d'observation pour amélio- rer la reconnaissance intuitive de la déviation par rapport à un chemin de vol. de consigne, souhaité. A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini s ci-dessus, caractérisé en ce que pour calculer au moins une position d 'observation virtuelle le calculateur de simulation est équipé d 'un pro - gramme qui, sous l'influence d'un programme d'un calculateur de visuali- sation, peut commander son programme auxiliaire pour représenter un tunnel de vol et son programme auxiliaire pour représenter une image tri o dimensionnelle de l'acronef, de façon qu'à l'aide de l'installation de visuali- sation de vol. lors de la reproduction, on peut présenter une position virtuelle d'observateur avec un mode de visualisation sur l'acronef pen- dant la mission de vol. Avantageusement, la position virtuelle d'observateur avec s mode de visualisation sur l'acronef est représentée en ce que: a) on aligne la position et la direction de vue de l'observateur de manière fixe vers un point fixe du système de coordonnces terrestres, ou b) on déplace la position de l'observateur à distance définie de l'acronef, ou o c) on entraine la position de l'observateur à une distance définie de l'acronef toutefois dans la direction de vue de l'observateur, toujours en direction de l'acronef. De plus, pour la reproduction de l'installation de simulation de vol on peut choisir entre les positions virtuelles d'observateur a), b), c), s une position virtuelle d'observateur, et pendant la reproduction, on peut alterner entre les positions virtuelles d'observateur. L'invention offre l'avantage de représenter le déroulement du vol selon la vue d'un observateur externe pour le pilote dans la fonction de reproduction. Cela correspond à la génération d'une position d'observation virtuelle. En fonction de la mission de vol spécifique, pen- dant la reproduction, on peut sélectionner la position d'observation vir- tuelle la plus avantageuse pour exploiter la mission de vol. On peut choisir entre trois positions d'observation virtuelles comme modes de vue que l'on peut également changer pendant la reproduction. Ces trois positions ss d'observations sont décrites dans un exemple. Une représentation tridimensionnelle de l'acronef permet une représentation réaliste du mouvement de celui-ci. Une installation pour la mise en _uvre du procédé consiste en ce que le calculateur de simulation comporte un programme auxiliaire pour représenter un tunnel de vol ainsi que le programme auxiliaire pour représenter une image tridimensionnelle de l'acronef comprenant un pro gramme pour calculer au moins une position d'observation virtuelle. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans l'unique fi- gure. o Ainsi: - la figure 1 (figure unique) est un schéma d'une installation de simula tion de vol. La figure 1 (fgure unique) montre schématiquement une installation de simulation de vol formoe de plusieurs ensembles. Le cal- culateur de simulation 1 prend une position centrale. Le calculateur de simulation 1 est équipé d'une mémoire électrique 2 très importante. C:ette mémoire 2 sert à enregistrer les données de vol simulées d'une mission de vol. Une mission de vol comprend par exemple le décollage, le vol de croi- sière et l'atterrissage d'un hélicoptère La mission de vol peut également o s'appliquer à n'importe quelle autre mission même partielle comme par exemple le vol le long d'une limite de forêt. L'ensemble de la mission de vol ou des parties de celle-ci sont enregistrées complètement dans la mémoire 2. L'installation de simulation de vol est utilisce pour cette raison fré- quemment pour l'entraînement pour des missions de vol particulièrement délicates sous forme de simulations. Pour cela, la mission de vol simulée est enregistrée dans la mémoire 2 et est disponible au moment voulu pour être reproduite pour le personnel utilisateur. Lorsque le calculateur de si- mulation 1 appelle une telle reproduction de la mission de vol enregistrce, il appelle les donnces de vol enregistrces dans la mémoire 2. Le calcula teur de simulation 1 coopère ainsi avec différents postes de travail pour l'affichage et la représentation graphique 3 ainsi qu'avec un système so- nore 4 à haut-parleurs 40. Le poste de travail 3 pour l'affichage et le gra- phisme est une installation électronique de conversion des donnces de vol en données d'image et en représentation de symboles graphiques. Le sys tème sonore 4 est également une installation électronique qui génère les bruits de l'hélicoptère et de l'environnement émis par les haut- parleurs 40. Pour représenter une image dans une installation de visua- lisation à 3 canaux, le calculateur de simulation 1 coopère avec un calcu- lateur de visualisation 6 pour visualiser l'environnement. Selon l'invention, le calculateur de simulation 1 calcule une s position d'observation virtuelle et on assure l'affichage par l'installation de visualisation à 3 canaux, à l'aide du calculateur de visualisation 6; cette installation permet à l'observateur de voir l'hélicoptére. Il s'agit d'un tout autre mode de visualisation que le mode de visualisation connu. L'installation connue montre toujours seulement la visualisation à partir de l'aéronef. Pour calculer une position d'observation virtuelle de l'hélicoptére, le calculateur de simulation 1 est équipé d'un programme 7 approprié. A la demande de reproduction, ce programme 7 est appelé pour calculer une position virtuelle de l'observateur et le calcul est mis en route. Pour le calcul, on utilise les donnces de vol enregistrées dans la mémoire 2. Pour cela, au cours de la suite du programme (de visualisa- tion) du calculateur de visualisation 6, on peut charger un programme auxiliaire 60 pour assurer les représentations graphiques de l'image tridi- mensionnelle de l'hélicoptére. Par le programme (de visualisation) du cal culateur de visualisation 6, on peut en outre appeler un programme auxiliaire 61 pour représenter un tunnel de vol et d'autres symboles de guidage de vol. Ces deux programmes auxiliaires 60, 61 sont intégrés dans le programme du calculateur de visualisation 6 pour calculer la vue extérieure; ils seront appelés par le programme 7 et terminés par celuici. s Le calculateur de simulation 1 est également relié à au moins un poste de travail 3 pour l'affchage et le graphisme. Le calculateur de visualisation 6 sert à visualiser l'environnement. Sa liaison avec le calculateur de simulation 1 permet la représentation figurative et acoustique de l'environnement à l'aide de l'installation de visualisation à 3 canaux; pour cela, le calculateur peut chercher les donnces de vol enregistrées dans la mémoire 2. Le calcula- teur de visualisation 6 assure la commande de l'installation de visualisa- tion 5 à 3 canaux. L'installation de simulation de vol peut utiliser une struc ss ture de cockpit comme celle caractéristique du type d'hélicoptére souhaité. Cette copie de cellules de cockpit est équipée au moins des éléments de man_uvre pour la commande de la pédale, la commande cyclique et la commande collective ainsi qu'un tableau de bord avec des affcheurs LCD r s de grande surface pour représenter les instruments de vol. La graphique necessaire de l'écran image est générce par au moins une station de tra- vail 3 assurant l'affichage et le graphisme et est rendue visible sur les affi- cheurs LCD. Le calculateur de simulation 1 correspond à un systéme VME s travaillant sur la base de UNIX et de VxWorks. L'installation de visualisa- tion à 3 canaux peut par exemple comporter trois projecteurs CRT avec un calculateur de visualisation 6 à 3 canaux. Le programme 7 pour calculer une position d'observation virtuelle avec vue sur l'hélicoptére permet de réaliser par exemple trois o modes de visualisation de l'hélicoptére. I. Un premier mode de visualisation est caractérisé par la position et la direction de vue de l'observateur fixe par rapport à un point dé terminé dans le systéme de coordonnees terrestres. Cela peut par exemple être la direction de vue d'un point fixe du terrain en direc tion du nord. L'observateur est fixe par rapport à un tunnel défini de décollage et/ou d'atterrissage pour l'hélicoptére. Si l'hélicoptére se rapproche de l'observateur et le survole, l'hélicoptère disparâît de la direction de vue de l'observateur. Cette position et cette direction de vue sont particulièrement avantageuses pour des considérations relatives à un décollage et un atterrissage. II. Un second mode de visualisation consiste à déplacer la position de l'observateur à distance définie de l'hélicoptére. La direction de vue est toutefois prédétermince de manière fixe dans le systéme de coor donnees terrestres. La direction de vue peut par exemple se faire toujours à partir de 180 (sud). III. Un troisième mode de visualisation consiste à déplacer la position de l'observateur également à une distance définie de l'helicoptère, mais la direction de vue de l'observateur est entrâînce vers l'avant de l'helicoptère. On a ainsi toujours une vue sur les côtés de l'helicoptére. I1 est possible de modifier la position et la direction de vue de l'observateur suivant les trois modes de visualisation (I, II, III). On peut également commuter entre la représentation des trois modes de visualisa tion dans l'installation de simulation de vol pendant la reproduction. Cela offre l'avantage qu'en fonction de la mission de vol spé cifique, on peut sélectionner directement et de la manière la plus avanta geuse pour exploiter la mission de vol. L'invention permet ainsi de représenter le trajet vu par un observateur extérieur pour le pilote en fonction de reproductions. Le but de cette représentation tridimensionnelle de l'hélicoptère permet de représenter de manière réaliste dans l'espace les s mouvements de l'hélicoptère. En exploitant la mission de vol dans le cadre de la fonction de reproduction, on peut tirer des conclusions directes sur le comportement du pilote dans la commande de l'hélicoptère. Cette pos- sibilité découle d'un effet d'apprentissage accentué et créer une argumen- tation pour une modification nécessaire du comportement de commande o par un pilote. Pour la mission de vol correspondant au décollage et l'atterrissage, on calcule au préalable une trajectoire de vol de consigne avec l'installation de simulation de vol. En tenant compte de déviations constantes autorisées dans la direction verticale et horizontale, le calcul i5 doit se faire pour un tunnel de décollage et d'atterrissage dans lesquels doivent se faire le décollage et d'atterrissage. Ce calcul est fait par le pro- gramme 7 qui calcule une position virtuelle d'observateur avec vue sur l'hélicoptère; un programme auxiliaire 61 pour représenter le tunnel de vol sera inté gré dan s le calcul du pro gramme du c alculateur de vi sualisa tion 6. Ce programme auxiliaire 6 est commandé par le programme 7. Le programme 7 de calcul de la position virtuelle de l'observateur avec vue sur l'acronef (par exemple un hélicoptère) peut commander en outre un programme auxiliaire 60 pour représenter une image tridimensionnelle de l'aéronef (par exemple un hélicoptère) à l'aide du programme du calculateur de visualisation 6. Cela correspond à la re- présentation figurative du type souhaité d'aéronef. Le programme 7 de calcul d'une position virtuelle d'observateur peut être déjà installé dans le calculateur de simulation 1 de l'installation ou y être chargé à partir d'un calculateur que l'on peut cou pler à l'installation. REVENDICATIONS 1 ) Procédé de reproduction d'une mission de vol enregistrce pour un aé ronef notamment un hélicoptère, à partir d'une position d'observateur à l'aide d'une installation de simulation de vol. s les données de vol pour la reproduction par l'installation de simulation de vol pouvant étre appelées par un calculateur de simulation dans une mé moire, caractérisé en ce que pour calculer au moins une position d'observation virtuelle le calculateur o de simulation (1) est équipé d'un programme (7) qui, sous l'influence d'un programme d'un calculateur de visualisation (6), peut commander son programme auxiliaire (61) pour représenter un tunnel de vol et son pro gramme auxiliaire (60) pour représenter une image tridimensionnelle de l 'acronef, de façon qu'à l 'aide de l 'installation de visualisation de vol. lors s de la reproduction, on peut présenter une position virtuelle d'observateur avec un mode de visualisation sur l'aéronef pendant la mission de vol. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la position virtuelle d'observateur avec mode de visualisation sur l'acronef est représentée en ce que: d) on aligne la position et la direction de vue de l'observateur de manière fixe vers un point fixe du système de coordonnées terrestres, ou e) on déplace la position de l'observateur à distance définie de l'acronef, 2s ou f) on entraine la position de l'observateur à une distance définie de l'acronef toutefois dans la direction de vue de l'observateur, toujours en direction de l'acronef. 3 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que pour la reproduction de l'installation de simulation de vol on peut choisir entre les positions virtuelles d'observateur a), b), c), une position virtuelle d'observateur, et pendant la reproduction, on peut alterner entre les posi s tions virtuelles d'observateur. 4 ) Installation pour la mise en _uvre du procédé selon la revendication 1, composce d'un calculateur de visualisation commandant une installation de visualization, un calculateur de simulation coopérant avec le calcula- teur de visualization, le calculateur de simulation comportant des mémoi- res et des programmer avec des pastes de travail pour l'affichage et le graphisme et un système sonore, caractérisoe en ce que le calculateur de simulation (1) contient en mémoire un programme inté- gral (7) pour le calcul des positions virtuelles d'observateur.