Brevet FR2969124A1 — publié le 20120622

Procédé d'affichage temporel de la mission d'un aéronef Le domaine de l'invention est celui des systèmes d'affichage de cockpit et en particulier des systèmes dédiés à la navigation et à l'accomplissement d'un vol ou d'une mission. Les cockpits des aéronefs modernes sont dotés de systèmes de visualisation comportant plusieurs écrans de grande dimension et de systèmes de fenêtrages complexes permettant de représenter sur un même écran plusieurs zones d'affichage simultanément. Généralement, pour l'accomplissement de la mission, les systèmes de visualisation comportent entre autres deux types de fenêtres qui sont d'une part, une fenêtre appelée « Navigation Display » ou « ND », offrant une vue graphique et géographique de la situation de l'avion, et d'autre part une fenêtre affichant sous une forme de tableau la liste des points de passage ou « waypoints » du plan de vol de l'aéronef ou « WL ». Selon le type d'appareil, ces fenêtres peuvent se situer sur deux écrans de visualisation différents ou sur le même écran graphique. Ainsi, sur des avions de ligne de type A320 ou A380 de la société Airbus, comme on le voit sur les figures 1 et 2, les fenêtres ND et WL sont sur des écrans différents. La figure 1 représente une vue générale de la planche de bord et la figure 2 une vue partielle de cette même planche. Chaque membre d'équipage a ainsi son propre jeu d'écrans disposé devant lui et a la responsabilité de la manipulation de son écran par une interface homme-machine dédiée ou « IHM », avec une « alimentation » en données indépendante sur chaque écran. Sur des appareils de type « business jets » comme les Falcon de la société Dassault, les fenêtres peuvent être affichées sur un unique écran DS, par exemple, situé dans la partie centrale du cockpit et potentiellement commun aux deux pilotes, sachant que chacun d'eux dispose d'un instrument de navigation dit « HSI » sur les écrans externes situés en face d'eux pour les informations de court terme. Un tel cockpit est représenté sur la figure 3. La figure 4 représente une vue agrandie de l'écran central DS de la figure 3. II comprend trois fenêtres, la fenêtre appelée Navigation Display ou ND, la fenêtre des « waypoints » du plan de vol de l'aéronef ou WL et une troisième fenêtre appelée « Vertical Display » ou VD, affichant le profil vertical du terrain sous le plan de vol de l'avion ou sous la trajectoire estimée de l'avion. Le « Navigation Display » offre une vision géographique de la situation de l'aéronef, avec l'affichage d'un fond cartographique dont la nature exacte, l'apparence, le contenu peuvent varier avec parfois : le plan de vol de l'avion ; les points caractéristiques de la mission comme les points dits équi-temps, l'indication de fin de montée, l'indication de début de descente,... le trafic environnant ; les informations météorologiques sous ses divers aspects tels que les vents, les orages, les zones de conditions givrantes, ... La liste des « waypoints » permet de représenter sous forme tabulaire la liste des points caractéristiques du plan de vol, ainsi qu'un certain nombre d'informations concernant le plan de vol de l'avion telles que : Les contraintes de vitesse ou d'altitude que doit respecter l'avion au passage des waypoints ; la distance entre les waypoints ; le cap à prendre sur le segment entre les waypoints ; - le temps de parcours de chacun des segments ; Cette liste de waypoints W1 est toujours affichée de bas en haut, c'est à dire que les premiers waypoints rencontrés sont en haut, les suivants se trouvant en dessous. A titre d'exemple, la figure 5 représente une telle liste. On y retrouve, comme indiqué sur l'agrandissement en bas de la figure 5, le nom de chaque waypoint (D195H), l'heure de passage à ce waypoint (12 :33), la vitesse de l'appareil (205 noeuds) et l'altitude au point de passage (FL100 correspondant à une altitude de 10 000 pieds). L'affichage vertical VD permet de représenter sur une coupe verticale longitudinale : Les aspects verticaux du plan de vol comme les altitudes, les changements d'altitude, les taux de montée et de descente,... l'altitude du terrain sous la trajectoire ou sous le plan de vol de l'avion. Il permet de représenter très intuitivement les moments- clés du vol, tels que la fin de montée ou le début de la descente de l'appareil. Ces différents affichages permettent ainsi aux opérateurs de prendre connaissance de tous les aspects ayant attrait à la gestion de la navigation de l'aéronef, que ce soit sur un plan tactique ou stratégique. - Tactique : pour avoir une vision complète et précise du contexte proche de l'aéronef, la distance et le temps au prochain waypoint, la déviation verticale au plan de descente, le relief environnant lors du décollage ou de l'approche, les vents et perturbations météo, les moyens de navigations, ... Stratégique : pour appréhender et anticiper les situations à venir, les choix stratégiques en terme de plan de vol, de météo, de consommation, de niveaux de vol, ... Cependant, l'inconvénient majeur de ces représentations, y compris sur les systèmes les plus aboutis, est leur manque d'intégration et d'inter-corrélation ne permettant pas de les mettre aisément en relation logique. Seule, I"échelle de représentation entre les fenêtres Vertical Display et Navigation Display présentent une gestion commune et cohérente, la modification de l'échelle du ND se répercutant automatiquement sur l'affichage vertical VD. Les différentes fenêtres affichent des informations complémentaires dont les opérateurs doivent vérifier la cohérence et l'adéquation avec les capacités de l'aéronef en fonction des conditions environnementales et contextuelles rencontrées. II est clair que le point commun entre toutes les informations affichées sur les fenêtres des systèmes de l'art antérieur est le temps. Ce point est également partagé avec l'équipage et la mission. Or, l'axe de temps est une représentation aujourd'hui totalement absente des cockpits, en dehors de l'heure de passage indiquée en face de chacun des points caractéristiques du plan de vol dans la représentation en tableau des waypoints. Dans ces représentations existantes, l'heure n'est qu'une information qui n'a pas plus de valeur ou d'autre rôle que les autres informations fournies. Or, l'aspect temporel est fondamental et indissociable de la gestion de la mission des opérateurs. Cependant, il apparaît très peu dans ces affichages. La vision des informations dans l'espace temporel demande aujourd'hui aux opérateurs des calculs mentaux, fonction des distances et de la vitesse courante ou future de l'aéronef. Le procédé selon l'invention est basé sur une échelle des temps. II permet d'obtenir une représentation cohérente et intégrée de la mission de l'aéronef. En d'autres termes, il offre aux équipages techniques des vues concises et efficaces de leur mission, leur permettant entre autres de comprendre, d'anticiper et de prendre les décisions en toute connaissance de l'état de l'avion et de son environnement. On améliore ainsi la perception de la situation de l'aéronef pendant la mission de l'équipage. Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé d'affichage des étapes d'une mission d'un aéronef sur un écran d'un dispositif de visualisation, caractérisé en ce que les différentes étapes sont affichées dans une première fenêtre graphique comportant une échelle graduée en temps ou « timeline », les différentes étapes étant affichées en regard de l'horaire correspondant à leur accomplissement. Avantageusement, la longueur de la « timeline » étant supérieure à la longueur de la première fenêtre graphique, la fenêtre graphique n'affiche alors qu'une partie de la «timeline », partie imposée par l'utilisateur du dispositif de visualisation. Avantageusement, la première fenêtre comporte un premier symbole représentatif de l'aéronef, ledit premier symbole étant situé, dans un mode de fonctionnement standard, sur l'échelle graduée à l'heure courante. Avantageusement, lorsque l'heure courante est située hors de la fenêtre graphique, le premier symbole est affiché en haut ou en bas de la fenêtre, une action prédéterminée de l'utilisateur sur ledit symbole centrant automatiquement la « timeline » sur l'heure courante. Avantageusement, la première fenêtre graphique comporte une 35 fonction « loupe » permettant de dilater l'échelle des temps d'un facteur prédéterminé dans une plage horaire prédéterminée centrée sur un instant imposé par l'utilisateur du dispositif de visualisation. Avantageusement, la mission étant un plan de vol, chaque étape correspondant à un point de passage du plan de vol ou « waypoint », l'affichage comprend une seconde fenêtre graphique représentant une vue cartographique dudit plan de vol, ladite seconde fenêtre comportant également un second symbole représentatif de l'aéronef, ledit second symbole étant situé, dans un mode de fonctionnement standard, sur la vue cartographique à l'heure courante. Avantageusement, la première fenêtre et la seconde fenêtre sont disposées sur le même écran de visualisation, juxtaposées l'une à l'autre, ou sur des écrans différents. Avantageusement, le déplacement de la loupe entraîne le déplacement du second symbole sur la vue cartographique de façon que la position de ce second symbole soit représentative de la position que l'aéronef occuperait effectivement à l'instant indiqué par la loupe. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non 20 limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles : Les figures 1, 2 et 3 représentent des écrans de navigations dans différentes configurations de cockpit ; La figure 4 représente un écran d'affichage à trois fenêtres présentant les informations de navigation et les points de passage d'un plan 25 de vol; La figure 5 représente des vues partielles agrandies de la liste de points de passage de la figure 4 ; La figure 6 représente une fenêtre graphique graduée en temps ou « timeline » selon l'invention et représentant les différentes étapes d'un 30 plan de vol ; La figure 7 représente un ensemble de trois fenêtres représentant l'association « timeline » et vue cartographique. La représentation d'un plan de vol selon l'invention est une 35 méthode d'affichage et de représentation orientée par le temps. Le passage d'une représentation du plan de vol « en liste » telle qu'on la connaît aujourd'hui vers une représentation sur un axe temporel est rendu possible grâce aux capacités de prédictions d'heures de passage aux différents points caractéristiques, avec une connaissance précise des capacités de l'aéronef, et des conditions environnementales telles que les conditions météorologiques et les vents. Cet axe temporel sert de support à la représentation de multiples informations. Cette représentation selon un axe temporel est avantageusement utilisée en représentant le passé en bas de l'affichage et le futur vers le haut de l'affichage, afin de retrouver une cohérence de lecture avec l'affichage « Navigation Display » géographique qui dispose l'avion orienté vers le haut, c'est à dire avec son environnement futur vers le haut. Cette homogénéité offre une lecture commune et simplifiée des informations complémentaires de la mission. A titre d'exemple, la figure 6 représente une fenêtre graphique graduée en temps ou « timeline » TL selon l'invention et représente les différentes étapes d'un plan de vol. Elle est orientée « passé » vers le bas et « futur » vers le haut comme précédemment indiqué. L'axe des temps TA coupe cette fenêtre en deux parties. A gauche, figurent les indications horaires selon une échelle graduée en temps. Dans le cas présent, le temps est représenté entre 10 :30 et 11 :00. A droite, figurent les points de passage W1. Les données suivantes peuvent y figurer, cette liste n'étant pas exhaustive : Affichage de la position courante de l'aéronef à l'heure courante. Sur la figure 6, un symbole A représentant l'aéronef est affiché devant l'heure courante de « 10 :51 ». Cet affichage améliore la perception de la situation réelle de l'avion comme, par exemple, la proximité temporelle des obstacles, des mauvaises conditions météorologiques, ... ; Affichage des points remarquables du plan de vol, balises de navigation, fin de montée, début de descente, point de non-retour (en équi-temps ou en équi-consommation). Sur la figure 6, figurent ainsi les indications « LACOU », « SECHE », « SAU »,... Affichage des données précises du plan de vol comme les contraintes de vitesse, d'altitude, d'attitude de l'avion, de fuel restant. Sur la figure 6, figurent ainsi, les vitesses comme « 340 » ou « 250 » et les niveaux de vol comme « FL240 » correspondant à une altitude 24 000 pieds ; Affichage des points de rendez-vous avec le contrôle au sol : o Accès aux fréquences de radios communication des zones de contrôle traversées ; Affichage des points de rendez vous avec l'avion : o Accès aux « check lists » qui sont à suivre à des instants définis, donc intuitivement et facilement placées sur l'axe des temps ; o Capacité de prises de notes datées, pense-bête permettant de placer des notes à une heure donnée sur l'axe temporel. 15 Classiquement, l'affichage comprend une seconde fenêtre graphique représentant une vue cartographique dite « Navigation Display » du plan de vol comportant également un second symbole A' représentatif de l'aéronef, ce second symbole étant situé, dans un mode de fonctionnement standard, sur la vue cartographique à l'heure courante. Il est très intéressant 20 de coupler la « timeline » avec cette représentation cartographique comme on le voit sur la figure 7 où deux « timelines » TL selon l'invention encadrent une représentation cartographique ND, l'ensemble étant disposé sur un écran de supervision DS commun. Ainsi, si cet écran est disposé au centre de la planche de bord, le pilote et le copilote peuvent interagir avec la 25 « timeline ». On intègre des capacités avancées de parcours du plan de vol sur l'axe temporel avec une liaison sur l'affichage graphique, simplifiant la vérification de la cohérence des informations. Cette liaison entre le parcours temporel et le parcours graphique qui peut être une vue latérale sur le Navigation Display ou une vue verticale sur le Vertical Display fournit un 30 véritable outil de vérification du plan de vol sous tous ces aspects. On peut intégrer sur le support « timeline » des outils avancés d'aide, et en particulier une loupe L sur l'axe temporel, comme on le voit sur les figures 6 et 7. Cette loupe permet de dilater le temps autour d'un instant 35 particulier. Le déplacement de cette loupe le long de l'axe temporel peut 10 avoir pour conséquence de déplacer un avion « virtuel » A sur le plan de vol graphique. On voit ainsi graphiquement la position de l'avion à l'heure correspondant à la position de la loupe que l'on manipule. De la même manière que l'on peut déplacer la zone visible sur la 5 vue « Navigation Display », il est possible : de naviguer dans la timeline, c'est à dire de déplacer le créneau temporel visible et de l'adapter aux informations recherchées ; de zoomer et de dézoomer, par exemple via un « pinch » ou pincement à deux doigts lorsque l'écran est tactile. Le zoom peut 10 avoir comme effet, par exemple, la sélection automatique de la quantité et du type d'informations affichées ; de conserver une représentation d'un avion « fantôme ». La timeline n'affiche pas nécessairement la totalité du plan de vol. Dans le cas où le créneau temporel visible ne permet pas de voir 15 l'heure courante, l'affichage de l'avion A est situé soit en haut soit en bas, selon la position de l'heure courante sur l'axe sous une apparence « fantôme ». Par exemple, le symbole de l'aéronef est représenté en blanc, en pointillés ou en semi-transparence. Sur la figure 7, les avions « fantômes » sont en bas des « timelines ». 20 Une interaction sur cette icône avion « fantôme » permet de recentrer la vue temporelle sur l'heure courante et la position courante de l'avion. Les représentations graphiques des figures 6 et 7 sont données à 25 titre d'exemple et prennent en compte les contraintes techniques des figures de brevet. Bien entendu, on peut utiliser utilement des représentations en couleur, avec ombrage, utiliser des effets comme le clignotement, des changements de couleur ou de luminance pour souligner tel ou tel effet. On peut également modifier la disposition et l'emplacement de la timeline. 30 Toutes ces variantes graphiques restent dans le cadre du procédé selon l'invention. Cette représentation selon l'invention fournit ainsi un support de liaison logique entre un grand nombre d'informations affichées aujourd'hui de 35 façon indépendante, dans le cockpit. On offre aux opérateurs des références significatives, proches de celles qu'ils ont déjà comme le créneau de départ ou l'heure d'arrivée estimée qu'ils vont pouvoir parcourir afin d'acquérir les informations propres à la mission. De plus, cet affichage de la mission de l'aéronef sur un axe de temps rend facilement visible les moments de calme entre les points caractéristiques du plan de vol ainsi que les périodes d'intense charge de travail, ce qui a pour avantage de permettre aux opérateurs de savoir à quels moments ils peuvent et doivent anticiper les tâches et se préparer à l'augmentation de la charge de travail à venir.10 REVENDICATIONS1. Procédé d'affichage des étapes d'une mission d'un aéronef sur un écran d'un dispositif de visualisation, caractérisé en ce que les différentes étapes sont affichées dans une première fenêtre graphique comportant une échelle graduée en temps ou «timeline » (TL), les différentes étapes étant affichées en regard de l'horaire correspondant à leur accomplissement. 2. Procédé d'affichage des étapes d'une mission d'un aéronef sur un écran d'un dispositif de visualisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur de la « timeline » est supérieure à la longueur de la première fenêtre graphique, la fenêtre graphique n'affichant alors qu'une partie de la « timeline », partie imposée par l'utilisateur du dispositif de visualisation. 3. Procédé d'affichage des étapes d'une mission d'un aéronef selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la première fenêtre comporte un premier symbole (A) représentatif de l'aéronef, ledit premier symbole étant situé, dans un mode de fonctionnement standard, sur l'échelle graduée à l'heure courante. 4. Procédé d'affichage des étapes d'une mission d'un aéronef selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que, lorsque l'heure courante est située hors de la fenêtre graphique, le premier symbole est affiché en haut ou en bas de la fenêtre, une action prédéterminée de l'utilisateur sur ledit symbole centrant automatiquement la « timeline » sur l'heure courante. 5. Procédé d'affichage des étapes d'une mission d'un aéronef selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première fenêtre graphique comporte une fonction « loupe » (L) permettant de dilater l'échelle des temps d'un facteur prédéterminé dans une plage horaire prédéterminée centrée sur un instant imposé par l'utilisateur du dispositif de visualisation. 6. Procédé d'affichage des étapes d'une mission d'un aéronef selon l'une des revendication précédentes, caractérisé en ce que la mission étant un plan de vol, chaque étape correspondant à un point de passage du plan de vol ou « waypoint », l'affichage comprend une seconde fenêtre graphique (ND) représentant une vue cartographique dudit plan de vol, ladite seconde fenêtre comportant également un second symbole (A') représentatif de l'aéronef, ledit second symbole étant situé, dans un mode de fonctionnement standard, sur la vue cartographique à l'heure courante. 7. Procédé d'affichage des étapes d'une mission d'un aéronef selon la revendication 6, caractérisé en ce que la première fenêtre et la seconde fenêtre sont disposées sur le même écran de visualisation (DS), juxtaposées l'une à l'autre, ou sur des écrans différents. 8. Procédé d'affichage des étapes d'une mission d'un aéronef selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le déplacement de la loupe entraîne le déplacement du second symbole sur la vue cartographique de façon que la position de ce second symbole soit représentative de la position que l'aéronef occuperait effectivement à l'instant indiqué par la loupe.