Brevet FR2953285A1 — publié le 20110603

La présente invention concerne un dispositif pour l'affichage d'informations critiques et d'informations non critiques. Les informations critiques sont les informations dont la connaissance est indispensable pour le pilotage de l'aéronef et qui, si elles sont erronées, peuvent directement conduire à la perte de l'aéronef. Les principales informations critiques sont la vitesse et l'altitude. Pour cette raison, le dispositif d'affichage des données critiques est donc lui-même un élément critique dont l'utilisation à bord d'un aéronef est précédée d'une procédure de qualification, ou certification, comportant des tests poussés visant à démontrer la robustesse, la précision et la fiabilité du dispositif d'affichage en toute circonstance. La conception et la fabrication d'un tel dispositif d'affichage sont pour ces raisons coûteuses. Pour apporter plus de confort à l'équipage, il est connu d'afficher dans le cockpit des informations qui sont utiles sans toutefois être critiques. Ces informa- tions comprennent par exemple les températures intérieure et extérieure, des données horaires, des données se rapportant au fonctionnement d'éléments de l'aéronef, des données de navigation et autres informations de ce type. Le dispositif d'affichage de ces informations peut être un dispositif d'affichage lui-même non critique ou bien le dispositif d'affichage critique. Il est désormais envisagé d'afficher également des informations non critiques relativement complexes telles que des informations cartographiques et plus par- ticulièrement des images dites de rendu terrain représentant en trois dimensions la zone de la surface terrestre survolée par l'aéronef. L'affichage des images de rendu terrain nécessite deux bases de données, à savoir : une base de données d'altitudes contenant les altitudes des différents points d'un territoire qui sont déterminés en fonction d'un maillage de ce territoire et une base de données photographiques contenant des photographies aériennes des zones entourant ces différents points du territoire selon le même maillage. Les images de rendu ter- rain sont réalisées en plaquant les photographies sur le relief extrait de la base de données d'altitudes. Cette opération est particulièrement gourmande en calculs et demande des ressources informatiques importantes, et ce d'autant plus lorsque l'on souhaite un affichage en temps réel de ces images avec une fréquence de rafraîchissement comprise entre 25 et 100 Hz. Les dispositifs d'affichage critiques n'ont pas une puissance suffisante pour effectuer ces calculs et les développements nécessaires pour concevoir un disposi- tif d'affichage critique adapté à l'affichage de telles informations seraient tellement importants, notamment en termes d'essais de qualification, qu'un tel dispositif d'affichage critique est considéré comme totalement irréaliste. Il serait donc nécessaire de recourir à un dispositif d'affichage non critique grand public commercialisé dans des volumes suffisants pour justifier les coûts de développements. En revanche, il serait là encore trop coûteux de mener des essais de qualification sur de tels dispositifs d'affichage. L'affichage simultané d'informations critiques et d'informations non critiques passe donc par l'utilisation d'un dispositif d'affichage critique et d'un dispositif d'affichage non critique de sorte que les informations critiques et non critiques sont affichées sur deux écrans différents. Comme les informations non critiques sont en général présentées de manière plus attractive visuelle-ment que les informations critiques, il existe un risque que l'attention du pilote soit monopolisée par les infor- mations non critiques au point qu'il ne surveille pas avec toute l'attention nécessaire les informations critiques et ce d'autant plus que les images de rendu terrain peuvent se substituer en partie, du point de vue de l'information véhiculée, à l'affichage brut de l'altitude. Un but de l'invention est de remédier aux inconvénients précités à un coût raisonnable. A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un dispositif d'affichage d'informations, comportant une première unité de traitement et une deuxième unité de traitement qui sont reliées à au moins une source d'informations, la première unité de traitement étant en outre reliée à un afficheur et à la deuxième unité de traitement, la première unité de traitement et la deuxième unité de traitement comportant chacune un calculateur et une mémoire, le calculateur de la deuxième uni-té étant agencé pour construire une image à afficher sur l'afficheur et la transmettre au calculateur de la première unité de traitement qui est agencé pour modifier l'image en y incorporant des informations de la source d'informations et pour transmettre l'image modifiée à l'afficheur. Ainsi, les informations traitées par la première unité de traitement sont affichées dans une image élabo- rée à partir des informations traitées par la deuxième unité de traitement. Le regard d'un utilisateur faisant face à l'afficheur embrasse donc les deux types d'informations simultanément. Le calculateur de la première unité de traitement réalise une opération ne néces- sitant que de faibles ressources de calcul, à savoir incorporer des informations dans une image déjà calculée par le calculateur de la deuxième unité de traitement et commander l'affichage de l'image modifiée. Le calculateur de la première unité de traitement peut donc être un cal- culateur critique qui va garder un contrôle total sur l'affichage des informations qu'il traite en direct et qui peut dès lors fournir des informations critiques. Le calculateur de la deuxième unité de traitement n'a pas besoin d'être critique et peut être un calculateur stan- dard, voire grand public. Dans une application particulière, le dispositif étant agencé pour afficher des informations dans un cockpit d'aéronef, la première unité de traitement étant reliée à une centrale fournissant des données de vol telles que la vitesse et l'altitude de l'aéronef, la deuxième unité de traitement étant reliée à une base de données d'altitudes contenant des coordonnées d'un maillage d'un territoire avec des altitudes associées et à une base de données photographiques contenant des coordonnées du même maillage du même territoire avec des photographies associées, dans lequel le calculateur de la deuxième unité de traitement est agencé pour créer une image de rendu terrain à partir des informations de la base de données d'altitudes et de la base de données photographiques. Ainsi, les informations critiques que sont l'altitude et la vitesse de l'aéronef seront incorporées dans les images de rendu terrain. Selon une caractéristique particulière dans cette application, la première unité de traitement est égale- ment reliée à la base de données d'altitudes pour vérifier une cohérence de l'image fournie par la deuxième unité de traitement et des informations issues de la base de données d'altitudes, le calculateur de la première unité de traitement étant de préférence agencé pour créer une image simplifiée de relief à partir des informations de la base de données d'altitudes et pour comparer l'image simplifiée et l'image transmise par la deuxième unité de traitement pour vérifier la cohérence des deux images, et le calculateur de la première unité de traite- ment étant, avantageusement, agencé pour, en cas d'incohérence, commander l'affichage des données de vol seules ou incorporées dans l'image simplifiée. Ainsi, la première unité de traitement vérifie la véracité des informations fournies par la deuxième unité de traitement de manière à identifier une défaillance éventuelle de cette dernière qui entraînerait une altération des informations. La première unité de traitement, en cas d'incohérence, peut être agencée pour émettre une alerte, empêcher l'affichage de l'image fournie par la deuxième unité de traitement en affichant seulement les informations qu'elle a elle-même reçues ou ses informations incorporées dans l'image simplifiée qu'elle a elle-même établie. L'invention a également pour objet un aéronef équipé d'un tel dispositif d'affichage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limita-tifs de l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un aéronef équipé d'un dispositif d'affichage conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue schématique de ce dis- positif. L'invention est ici décrite dans une application aéronautique, pour l'affichage simultané de l'altitude et de la vitesse de l'aéronef avec des images de rendu ter- rain. En référence aux figures, l'aéronef, ici un avion, comporte un cockpit 1 dans lequel est disposé un dispositif d'affichage 2, une centrale de navigation 3 fournissant notamment la vitesse et l'altitude de l'avion, une base de données d'altitudes 4 contenant les coordonnées des points d'un maillage du territoire survolê par l'avion et les altitudes associées à chaque point de ce maillage, une base de données photographiques 5 contenant les coordonnées des points de ce même maillage du territoire survolé par l'avion et des photographies aériennes associées à ces points. Le dispositif de commande 2 comprend une première unité de traitement 6.1, une deuxième unité de traitement 6.2 et un afficheur 7. La première unité de traitement 6.1 comprend une interface de liaison 8.1 reliée, d'une part, à la centrale 3 et à la base de données d'altitudes 4 et, d'autre part, à un calculateur 9.1 associé à un automate 10.1 assurant une fonction d'échange de données et à une mémoire 11.1. La deuxième unité de traitement 6.2 comprend une interface de liaison 8.2 reliée, d'une part, à la base de données photographiques 5 et à la base de données d'altitudes 4 et, d'autre part, à un calculateur 9.2 as- socié à un contrôleur graphique 10.2 et à une mémoire 11.2. Le contrôleur graphique 10.2 est relié à l'automate 10.1 par une liaison de type DVID. Le calculateur 9.2 est agencé pour créer des ima- ges de rendu terrain à partir des informations issues de la base de données photographiques 5 et à la base de don-nées d'altitudes 4. Le procédé de création des images de rendu terrain est connu en lui-même et consiste grossièrement à, à partir de la localisation de l'avion fournie par exemple par la centrale de navigation : - extraire des bases de données les altitudes et les photographies correspondant à la zone survolée, - élaborer à partir des altitudes une représentation du relief de ladite zone, - plaquer sur ladite représentation les photogra- phies. Les images de rendu terrain sont ensuite transmises par le contrôleur graphique 10.2 à l'automate 10.1 qui les enregistre dans la mémoire 11.1. L'automate re- çoit en fait une description brute de ce qu'il doit afficher sur l'afficheur et l'enregistre dans un plan de la mémoire 11.1 (adressage bit à bit du contenu de l'image de rendu terrain dans la mémoire 11.1). Le calculateur 9.1 est programmé pour modifier chaque image de rendu terrain en y incorporant la vitesse et l'altitude de l'avion fournies par la centrale de navigation 3. Certaines zones du plan contenant l'image à modifier sont ainsi remplacées par l'inscription de la vitesse et de l'altitude. Les informations de vitesse et d'altitude peuvent être incorporées en surimpression de l'image de rendu terrain ou dans une fenêtre dédiée ménagée dans l'image de rendu terrain. Une fois la modification terminée, le calculateur 9.1 commande à l'automate 10.1 l'affichage de l'image mo- difiée. La mémoire 11.1 est ici agencée en plans à savoir un plan pour contenir une image de rendu terrain à modifier, un plan pour contenir une image en cours de modification et un plan pour contenir l'image modifiée en cours d'affichage. L'affichage, et donc les traitements préalables effectués par les calculateurs 9.1, 9.2 sont effectués à une fréquence comprise entre 25 Hz et 100 Hz. Le calculateur 9.1 est en outre programmé pour vérifier la cohérence de l'image de rendu terrain avec les informations d'altitudes que le calculateur 9.1 ex-trait directement de la base de données d'altitudes 4. Pour ce faire, le calculateur 9.1 crée une image simplifiée de relief à partir des informations de la base de données d'altitudes 3. Cette image simplifiée se pré- 7 sente par exemple sous la forme d'une enveloppe basée sur un treillis filaire en trois dimensions dont les noeuds correspondent aux points enregistrés avec leurs altitudes dans la base de données d'altitudes 3 pour la zone survo- lée par l'avion. Le calculateur 9.1 compare l'image simplifiée et l'image transmise par la deuxième unité de traitement 6.2 pour vérifier la cohérence des deux images. Le calculateur 9.1 de la première unité de trai- tement 6.1 est programmé pour, en cas d'incohérence, commander soit l'affichage des données de vol seules soit l'image simplifiée à laquelle les données de vol sont incorporées. L'afficheur 7 est ici un afficheur haute défini- tion au format 16/9 ou 16/10. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, d'autres informations peuvent être traitées par les unités de traitement. Les unités de traitement peuvent être reliées à une seule source de données ou aux mêmes sources de données, ou bien encore à des sources de données différentes. En variante, le calculateur 9.1 peut être synchronisé sur la liaison DVID pour modifier à la volée l'image de rendu terrain au fur et à mesure de sa transmission au contrôleur graphique 10.1. La mémoire 10.1 ne contient alors que l'image modifiée en cours d'affichage. Le dispositif d'affichage peut avoir une structure différente de celle décrite. Les unités de traite-ment peuvent être incorporées à l'afficheur ou au contraire déportées. D'autres standards que le standard DVID pour la liaison entre les unités de traitement ou que les stan- dards haute définition 16/9 ou 16/10 sont bien entendu utilisables. La vérification de cohérence peut être effectuée sans recourir à une image simplifiée de relief, par exem- ple par comparaison de points dans l'image de rendu terrain. La vérification de cohérence peut être effectuée a priori ou a posteriori. La vérification de cohérence, bien qu'avantageuse, est facultative. Les deux unités de traitement peuvent être re- liées à deux sources d'informations différentes ou à la même source d'informations. REVENDICATIONS1. Dispositif d'affichage d'informations (2), comportant une première unité de traitement (6.1) et une deuxième unité de traitement (6.2) qui sont reliées à au moins une source d'informations (3, 4, 5), la première unité de traitement étant en outre reliée à un afficheur (7) et à la deuxième unité de traitement, la première unité de traitement et la deuxième unité de traitement comportant chacune un calculateur (9.1, 9.2) et une mémoire {11.1, 11.2), le calculateur de la deuxième unité étant agencé pour construire une image à afficher sur l'afficheur et la transmettre au calculateur de la première unité de traitement qui est agencé pour modifier l'image en y incorporant des informations de la source d'informations et pour transmettre l'image modifiée à l'afficheur. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans le-quel la mémoire (11.1) de la première unité (6.1) est or- ganisée pour stocker une image à modifier, une image en cours de modification et une image modifiée en cours d'affichage. 3. Dispositif selon la revendication 1, dans le-quel le calculateur (9.1) de la première unité (6.1) est synchronisé avec le calculateur (9.2) de la deuxième uni-té (6.2) pour modifier les images au fur et à mesure de leur transmission du calculateur de la deuxième unité vers le calculateur de la première unité. 4. Dispositif selon la revendication 1, dans le- quel le calculateur (9.1) de la première unité de traite- ment (6.1) est agencé pour vérifier une cohérence de l'image transmise par la deuxième unité de traitement (6.2) avec des informations de la source d'informations. 5. Dispositif selon la revendication 1, agencé pour afficher des informations dans un cockpit d'aéronef,la première unité de traitement (6.1) étant reliée à une centrale (3) fournissant des données de vol telles que la vitesse et l'altitude de l'aéronef, la deuxième unité de traitement (6.2) étant reliée à une base de données d'altitudes (4) contenant des coordonnées d'un maillage d'un territoire avec des altitudes associées et à une base de données photographiques (5) contenant des coordonnées du même maillage du même territoire avec des photographies associées, dans lequel le calculateur (9.2) de la deuxième unité de traitement est agencé pour créer une image de rendu terrain à partir des informations de la base de données d'altitudes et de la base de données photographiques. 6. Dispositif selon la revendication 5, dans le- quel la première unité de traitement (6.1) est également reliée à la base de données d'altitudes (4) pour vérifier une cohérence de l'image fournie par la deuxième unité de traitement (6.2) et des informations issues de la base de données d'altitudes. 7. Dispositif selon la revendication 6, dans le-quel le calculateur (9.1) de la première unité de traite-ment (6.1) agencé pour créer une image simplifiée de relief à partir des informations de la base de données d'altitudes (4) et pour comparer l'image simplifiée et l'image transmise par la deuxième unité de traitement (6.2) pour vérifier la cohérence des deux images. 8. Dispositif selon la revendication 7, dans le-quel le calculateur (9.1) de la première unité de traite-ment (6.1) est agencé pour, en cas d'incohérence, comman- der l'affichage des données de vol seules ou incorporées dans l'image simplifiée. 9. Dispositif selon la revendication 1, dans le-quel le calculateur (9.1) de la première unité de traite-ment (6.1) est agencé pour inscrire en surimpression les informations sur l'image et / ou pour créer dans l'imageune fenêtre d'affichage des informations. 10. Aéronef équipé d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes.