Brevet FR2962561A1 — publié le 20120113

SYSTEME DE VISUALISATION COMPORTANT UN DISPOSITIF D'AFFICHAGE DE SECOURS Le domaine de l'invention concerne les systèmes d'affichage pour planche de bord d'aéronef et plus particulièrement les systèmes d'affichage comportant des dispositifs de projection d'images. (Problématique) Les planches de bord d'aéronef comportent des moyens de commande ainsi que des moyens d'affichage pour constituer l'interface entre les systèmes avioniques et l'équipe de pilotage. Ces moyens d'affichage permettent de présenter diverses informations liées notamment aux paramètres de vol, de navigation, de communication ou à l'état des systèmes. Les aéronefs les plus sophistiqués comportent un grand nombre de systèmes avioniques couplés avec des instruments d'interface parmi lesquels on peut citer : - Les EFIS (« Electronic flight Instrument System ») qui regroupent les informations de pilotage et de navigation : - PFD (« Primary Flight display ») : visualisation des paramètres de vol (altitude, vitesse, assiette, cap, etc...), - ND (« Navigation Display ») : visualisation des paramètres de route (plan de vol, points tournants, balises radio, etc.), - DMAP (« Digital MAP ») : système de cartographie, - TD (« Tactical Display », sur avion militaire) : visualisation des informations sur les zones amies ou ennemies, ainsi que les menaces et les paramètres propres aux missions militaires, - les EICAS (« Electronic Indicating and Crew Alerting System ») ou ECAM (« Electronic Centralized Aircraft Monitoring ») qui affichent les 30 paramètres systèmes, - EWD (« Engine and Warning Display ») : visualisation des paramètres moteur indispensables, des messages d'alarme et des listes de tâche à suivre, - SD (« System Display ») : visualisation sous forme de synoptique des principaux systèmes de l'avion (carburant, hydraulique, électricité, conditionnement d'air etc.). Pour l'affichage de tous ces instruments, il est alors nécessaire que l'interface dispose de moyens importants. Les aéronefs modernes sont équipés de planche de bord tout écran c'est-à-dire que tous les instruments analogiques ont été remplacés par des écrans. II existe plusieurs solutions d'affichage. Une première solution est l'utilisation d'écrans de visualisation répartis sur la surface de la planche de bord. Les planches de bord sont constituées de plusieurs écrans de grande diagonale et permettent d'afficher au moyen d'un système de génération graphique toutes les informations provenant des systèmes avioniques. Une seconde solution consiste en l'utilisation de dispositifs de projection d'images sur la surface du de la planche de bord. Ces systèmes à rétroprojection multiple sont composés de moyens de projection graphique répartis dans l'espace du cockpit de sorte à occuper une surface couvrant le champ visuel de l'opérateur. Le système de rétroprojection est relié à un système de génération graphique connecté lui-même aux systèmes avioniques. En cas de panne des moyens d'affichage, des écrans ou des projecteurs, il est prévu qu'un instrument de secours prenne le relais et affiche les informations essentielles pour la conduite du vol. L'instrument de secours délivre aux pilotes d'un aéronef, en cas de panne des instruments principaux, des informations critiques telles que la vitesse de l'aéronef par rapport à l'air ou vitesse conventionnelle déduite d'une mesure de pression dynamique, l'altitude de l'aéronef déduite d'une mesure de pression statique, l'attitude de l'aéronef obtenue à partir d'informations provenant de capteurs inertiels et le cap. L'instrument de secours est généralement placé entre les zones d'affichage du cockpit (écrans ou zone de projection) ou bien dans le bandeau du pilote automatique. La place attribuée à l'instrument de secours reste toujours très limitée si bien que l'instrument présente une surface d'affichage carrée de l'ordre de 3 pouces de coté. En cas de panne complète des autres moyens d'affichage du cockpit, l'instrument de secours permet de ramener l'aéronef au sol mais dans des conditions de stress maximales pour les raisons suivantes : - Faible surface d'affichage pour voir les informations affichées. - Affichage hors du champ de vision primaire des membres d'équipage. - Disparition de certaines informations en raison de la faible surface d'affichage. On connaît de l'état de la technique des solutions pour limiter l'influence d'une panne d'un projecteur dans le cas d'un système d'affichage à base de rétroprojecteur. Par exemple, le brevet US 6,540,363 propose une première solution qui consiste en un recouvrement important des projecteurs adjacents de telle sorte qu'une panne d'un projecteur est partiellement compensée par le projecteur adjacent. Dans une seconde solution, le brevet US 6,497,486 dévoile un système à multiples rétroprojecteurs où des miroirs sont utilisés pour rediriger la zone d'affichage d'un projecteur en cas de défaillance d'un autre projecteur. Dans tous les cas envisagés ci-dessus, l'équipage se retrouve avec un instrument de secours traditionnel, donc de petite taille, en cas de perte d'alimentation des projecteurs ou du système de génération graphique. Un objectif de l'invention est de proposer un système d'affichage comportant un afficheur dédié à l'instrument de secours de taille supérieure aux afficheurs des solutions existantes. Cet afficheur doit également être positionné dans le champ visuel primaire du pilote. Plus précisément, l'invention est un système d'affichage comportant un ensemble d'affichage primaire comprenant un dispositif de génération graphique et un dispositif de projection d'images agencés pour afficher une interface d'au moins un système interactif, caractérisé en ce qu'il comporte également un ensemble d'affichage de secours comprenant un dispositif de génération graphique et un dispositif de projection d'images agencés pour afficher une interface de secours en remplacement de la première interface lorsque le premier ensemble d'affichage est défaillant. Avantageusement, l'ensemble d'affichage de secours est apte à projeter une image sur une partie de la zone de projection d'image de l'ensemble d'affichage primaire. Selon une variante, l'ensemble d'affichage de secours comporte un second dispositif de projection d'image. Selon une variante, l'ensemble d'affichage de secours et le dispositif de génération graphique de l'ensemble d'affichage primaire sont agencés pour afficher une image du dit dispositif de génération graphique. Selon une variante, l'ensemble d'affichage de secours affiche une partie des informations de visualisation des paramètres de vol. De préférence, le dispositif de projection d'image de l'ensemble d'affichage de secours est un dispositif de projection d'image miniaturisé. Selon un mode de réalisation préféré, le système d'affichage équipe une planche de bord d'aéronef, le système d'affichage étant l'interface pour un système avionique. (Avantages) Un premier avantage de l'invention est que l'afficheur dédié aux instruments de secours permet d'afficher une image de grande taille assurant ainsi un confort de lecture. En outre, il permet d'afficher des informations supplémentaires habituellement présentes sur l'afficheur de vol principal PFD. Un second avantage est la possibilité d'afficher les instruments de secours dans une ligne directe du champ visuel du pilote. Cela permet de faciliter la tâche du pilote dans le moment de stress provoqué par la perte des afficheurs principaux. La sécurité du vol est ainsi grandement améliorée. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles : La figure 1 est un schéma représentant une planche de bord d'aéronef comportant un système d'affichage par dispositif de projection d'images. Les zones d'affichage des dispositifs de projection principaux et des dispositifs de projection de secours sont représentées. La figure 2 est un schéma représentant l'agencement, vu de dessus, des dispositifs de projection principaux et des dispositifs de projection de secours. La figure 3 est un schéma représentant une variante pour laquelle l'unité de génération graphique des dispositifs de projection d'images principaux est connectée à l'ensemble d'affichage de secours. L'invention concerne plus particulièrement un système d'affichage comprenant des dispositifs de rétro-projection pour une planche de bord d'aéronef. La figure 1 représente la surface d'affichage délimitée en trait plein et les zones de projection d'images ZP1 à ZP5 représentée en trait discontinu couvrant la surface d'affichage. Les zones de projections d'images ZP1 à ZP5 sont positionnées dans le champ visuel de l'équipe de pilotage. La planche de bord selon la figure 1 comprend cinq zones de projection d'images, quatre zones de projection d'images ZP1 à ZP4 sont positionnées sur la partie haute de la planche de bord et la cinquième zone de projection d'image ZP5 est positionnée sur la partie basse de la planche de bord. Les zones de projection d'images ZP1 à ZP5 peuvent être espacées de sorte à laisser suffisamment de place pour des organes de commandes mais elles peuvent également être directement adjacentes ou même superposées. Cette dernière disposition permettant alors d'afficher des images continues sur les zones de projection d'images adjacentes ou superposées. Grâce à l'invention, les zones de projection d'images des instruments de secours ZBP1 et ZBP2 sont positionnées directement dans le champ visuel du pilote et du copilote. Lorsque l'ensemble d'affichage primaire est en panne, partiellement ou entièrement, les instruments de secours sont activés et l'ensemble d'affichage de secours présente à l'équipage les zones d'affichage de secours ZBP1 et ZBP2. De préférence, ces dernières couvrent les zones d'affichage des instruments principaux ZP1 et ZP4 selon le mode de réalisation représenté en figure 1. ZBP1 couvre une partie de la zone de projection d'image principale ZP1 dans la zone gauche de la planche de bord et ZBP2 couvre une partie de la zone de projection d'image principale ZP4 dans la zone droite de la planche de bord. D'autres positions sont possibles et le choix dépend de la possibilité d'intégration du dispositif de projection de secours et du choix de l'utilisateur. Les zones d'affichage de secours ZBP1 et ZBP2 peuvent également être positionnées dans des zones différentes des zones d'affichage des instruments principaux ZP1 et ZP4 mais il est généralement plus convenable d'utiliser les mêmes positions d'affichage. La taille et la surface des zones de projection d'image de secours dépendent du dispositif de projection de secours. La figure 2 est un schéma représentant les dispositifs de projection d'images du système d'affichage de la planche de bord en vue de dessus. Le système d'affichage à rétro-projection multiple comprend cinq dispositifs de projection d'image. Seulement quatre dispositifs PI à P4 sont représentés sur la figure, le cinquième dispositif P5 étant associé à la zone de projection ZP5. Le système d'affichage comprend également un ou des projecteurs de secours BP1 et BP2, préférentiellement de petite taille pour des questions d'intégration dans le cockpit, de préférence des dispositifs de projection de type pico-projecteurs, qui affichent l'image calculée par l'instrument de secours IS en cas de panne complète des autres moyens d'affichage du cockpit, c'est-à-dire en cas de panne des projecteurs et de la génération graphique. Un pico-projecteur est un vidéoprojecteur miniaturisé pouvant être, si nécessaire, intégré dans un appareil portable. Le terme picoprojecteur couvre ainsi tous les types de dispositifs de projection d'image miniatures. Les dispositifs de projection BPI, BP2, PI, P2, P3 et P4 projettent une image sur la surface de projection SC. Grâce à l'ajout d'un projecteur de secours BPI ou BP2, la taille de l'image affichée par l'IS dépend uniquement de la résolution de ce dernier et de la taille de l'écran de rétro-projection. Il est donc facile d'afficher un instrument de secours de grande taille, c'est-à- dire de la taille de l'écran. Par exemple, un pico-projecteur de résolution 800 x 600 pixels permet d'afficher une image de 184mm x 138mm avec des pixels de 230pm de côté. Ce type de projecteur permet donc d'afficher une image de taille bien supérieure aux IS actuels de l'état de la technique qui est de 3 pouces x 3 pouces soit 76mm x 76mm. La surface d'affichage est plus que multipliée par 4. Ainsi, le pilote se retrouve avec un IS de taille similaire au PFD habituel ; les informations affichées sont donc de taille suffisante pour lui assurer un bon confort de lecture. La taille de l'image du projecteur de secours étant plus grande, il est désormais possible d'afficher l'ensemble des informations habituellement présentes sur le PFD alors que dans les solutions de l'état de la technique certaines disparaissent sur les IS standards de petite taille. De plus, avec un IS standard, dont il n'y a souvent qu'un seul exemplaire, l'affichage est en dehors du champ de vision primaire des pilotes, qu'il soit entre deux écrans ou dans le bandeau du pilote automatique. En positionnant judicieusement les projecteurs de secours, l'affichage de l'IS peut se faire au même endroit que l'affichage des PFD pilote et co-pilote, autrement dit dans le champ de vision primaire de chacun des membres d'équipage. Selon un mode de réalisation du système d'affichage comme représenté en figure 3, en cas de panne des projecteurs PI et/ou P4, et non en cas de panne de la génération graphique GPU, les projecteurs de secours BPI et BP2 peuvent aussi servir à afficher les informations provenant de la dite génération graphique GPU. Les projecteurs de secours peuvent être reliés à la fois à la génération graphique standard GPU et à l'IS. En fonction des signaux vidéo reçus FV, le(s) projecteur(s) de secours BPI et/ou BP2 peut(peuvent) automatiquement sélectionner la source la plus pertinente. Toutefois, pour plus de sûreté, le lien avec la génération graphique standard peut être optionnel afin de maintenir une ségrégation électronique et physique totale entre le projecteur de secours et le système d'affichage principal. L'invention s'applique aux systèmes d'affichage pour une planche de bord d'un engin mobile (aéronef, véhicule automobile, engin spatial,...).30 REVENDICATIONS1. Système d'affichage comportant un ensemble d'affichage primaire comprenant un dispositif de génération graphique (GPU) et un dispositif de projection d'images (PI ; P2 ; P3 ; P4 ; P5) agencés pour afficher une interface d'au moins un système interactif, caractérisé en ce qu'il comporte également un ensemble d'affichage de secours comprenant un dispositif de génération graphique (IS) et un dispositif de projection d'images (BPI) agencés pour afficher une interface de secours en remplacement de la première interface lorsque le premier ensemble d'affichage est défaillant. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble d'affichage de secours est apte à projeter une image sur une partie de la zone de projection d'image (ZP1) de l'ensemble d'affichage primaire. 3. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble d'affichage de secours comporte un second dispositif de projection d'image (BP2) apte à projeter une image sur une partie de la zone de projection d'image de l'ensemble d'affichage primaire. 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble d'affichage de secours et le dispositif de génération graphique (GPU) de l'ensemble d'affichage primaire sont agencés pour afficher une image du dit dispositif de génération graphique (GPU). 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble d'affichage de secours affiche une partie 25 des paramètres de vol. 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un dispositif de projection d'image de l'ensemble d'affichage de secours est un dispositif de projection d'image miniaturisé. 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes 30 appliqué à une planche de bord d'aéronef.