Brevet FR2999148A1 — publié le 20140613

FUSELAGE D'AERONEF COMPRENANT UN HUBLOT EQUIPE D'UN SYSTEME D'AFFICHAGE D'IMAGES DE L'ENVIRONNEMENT EXTERIEUR DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un système d'affichage d'images de l'environnement extérieur d'un aéronef. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les fuselages des aéronefs sont classiquement équipés de hublots qui permettent aux passagers de voir une partie de l'environnement extérieur de l'aéronef. La visibilité des passagers sur l'environnement extérieur est limitée aux dimensions des hublots de l'aéronef. Le document FR2854374 propose d'augmenter la visibilité en remplaçant tout ou partie des hublots de l'avion par des systèmes d'affichage aussi appelés hublots virtuels sur lesquels sont affichées, à destination des passagers, des images réalistes du paysage qu'ils pourraient voir à travers un hublot réel. Les images affichées proviennent d'une base d'images préenregistrées et sont fournies en fonction de la position de l'avion pour correspondre au terrain survolé. L'un des inconvénients d'un tel système d'affichage est la nécessité de modifier la structure de l'aéronef et de ne pas afficher la réalité de l'environnement extérieur. L'un des objectifs de la présente invention est de remédier à tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention propose à cet effet un fuselage d'aéronef comportant au moins une cabine, aménagée pour recevoir au moins un passager, la cabine comprenant au moins un hublot. Le fuselage comprend, pour le au moins un hublot, un système d'affichage d'images de l'environnement extérieur comportant : - des moyens d'acquisition d'images de l'environnement extérieur de l'aéronef; - au moins une surface d'affichage ; - des moyens d'affichage aptes à afficher une image sur la surface d'affichage ; et - des premiers moyens de traitement d'images aptes à recevoir les images de l'environnement extérieur ; 15 ces premiers moyens de traitement d'images étant configurés pour : - produire des images calculées qui sont en continuité avec les images visibles par le passager à travers le hublot ; et 20 - transmettre les images calculées aux moyens d'affichage. Ainsi le système d'affichage selon l'invention permet d'élargir la visibilité extérieure pour le passager, par l'affichage d'images de 25 l'environnement extérieur autour du hublot. Avantageusement, la surface d'affichage peut être une surface mobile adaptable à la tête du passager. De façon alternative, la surface 30 d'affichage est située autour du hublot. De préférence, la cabine du fuselage d'aéronef selon l'invention comporte des moyens de détection de la position du passager localisé dans la cabine. Ainsi, le système d'affichage selon l'invention s'adapte aux déplacements du passager dans la cabine. De préférence, les moyens de détection de la position du passager localisé dans la cabine 5 comprennent au moins deux caméras associées à des deuxièmes moyens de traitements d'images. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens d'affichage comportent au moins un écran intégré aux parois de la cabine, ledit au 10 moins un écran formant au moins une partie de la surface d'affichage. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens d'affichage sont des moyens de projection localisés dans la cabine et aptes à projeter les images calculées sur la surface 15 d'affichage. De préférence, les moyens d'affichage intègrent un système de correction de distorsion d'images configuré pour adapter les images calculées à la topographie de la surface d'affichage. De préférence, les moyens d'acquisition 20 d'images de l'environnement extérieur du fuselage selon l'invention comprennent au moins une caméra vidéo. Selon une première variante, les moyens d'acquisition d'images de l'environnement extérieur comprennent au moins une caméra vidéo positionnée à 25 l'extérieur du fuselage, sur une partie latérale du fuselage. Selon une deuxième variante, les moyens d'acquisition d'images de l'environnement extérieur comprennent au moins deux caméras vidéo positionnées à 30 l'extérieur du fuselage, l'une sur une partie supérieure du fuselage et l'autre sur une partie inférieure du fuselage. Avantageusement, les moyens d'acquisition d'images de l'environnement extérieur comprennent un 35 ensemble de caméras vidéo configurées pour acquérir des images de l'environnement extérieur correspondant à une majeure partie du champ de vision que le passager présent dans la cabine pourrait avoir en l'absence des parois de ladite cabine. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de modes de réalisation de l'invention faits en référence aux figures jointes parmi lesquelles : - la figure 1 illustre de manière schématique une portion d'une cabine d'un fuselage d'un aéronef pour au moins un passager ; - la figure 2 illustre de manière schématique une cabine d'un aéronef équipée d'un système d'affichage d'images de l'environnement extérieur conforme à la présente invention ; - la figure 3 illustre de manière schématique en vue de face une portion d'une paroi de la cabine de la figure 2 ; - la figure 4 illustre une vue similaire à la figure 2 d'une cabine d'un aéronef équipée d'un système d'affichage d'images de l'environnement extérieur selon une variante de réalisation de l'invention ; et - la figure 5 est une vue en coupe transversale selon l'axe V-V du fuselage de l'aéronef de la figure 1 illustrant un positionnement des moyens d'acquisition d'images ; - la figure 6 illustre de manière schématique une autre variante de réalisation de l'invention. EXPOSÉ DETAILLÉ DE L'INVENTION On a représenté à la figure 1 une portion de fuselage 11 d'un aéronef. De manière classique, le fuselage 11 comporte une cabine 8, aménagée pour recevoir des passagers, et une pluralité de hublots W, H, disposés le long du fuselage 11 permettant aux passagers de voir l'environnement extérieur de l'aéronef. Comme représenté sur la figure 2, la cabine est équipée d'un système d'affichage 20 selon l'invention. Ce système d'affichage 20 est associé au hublot H. Ce système d'affichage 20 comporte des moyens d'acquisition d'images 1 connectés via une liaison 18 à des premiers moyens de traitement d'images 4. Il comporte aussi des moyens d'affichage 3 connectés via une liaison 23 aux premiers moyens de traitement d'images 4. Dans le mode de réalisation représenté, les 15 moyens d'affichage 3 comprennent un projecteur fixé au plafond de la cabine 8, agencé de manière à projeter une image sur une surface d'affichage 12, représentée figure 3, intégrée à une paroi latérale 22 de la cabine 8, adjacente au fuselage 11. 20 Les moyens d'acquisition d'images 1 comportent une caméra vidéo la. La caméra vidéo la est, par exemple, intégrée à une partie latérale du fuselage extérieur 11 de l'aéronef. En opération, des images de l'environnement 25 extérieur de l'aéronef sont acquises par les moyens d'acquisition d'images 1 et transmises par la liaison 18 aux premiers moyens de traitement d'images 4. Ces premiers moyens de traitement d'image 4 produisent, à partir des images de l'environnement 30 extérieur de l 'aéronef, des images calculées représentant l'environnement extérieur de l'aéronef. Ces images calculées sont en continuité avec les images visibles à travers le hublot H par un passager P situé à une position déterminée dans la cabine 8 du fuselage. 35 Les images calculées sont transmises via la liaison 23 aux moyens d'affichage 3 grâce auxquels elles sont projetées sur la surface d'affichage 12 de la cabine 8. Ainsi le système d'affichage 20 selon l'invention permet d'élargir la visibilité extérieure 5 par la projection d'images de l'environnement extérieur autour du hublot H pour le passager P. De façon préférée, comme représenté figure 4, la cabine 8 est équipée de moyens de détection de la position d'un passager P. Ces moyens comprennent, par 10 exemple, deux caméras 2a et 2b associées à des deuxièmes moyens 10 de traitement d'images. Les caméras 2a et 2b sont disposées dans la cabine 8 de manière à suivre les déplacements de la tête du passager P. Les caméras 2a et 2b sont reliées via des liaisons 19a et 15 19b aux deuxièmes moyens de traitement d'images 10 connectés par une liaison 21 aux premiers moyens de traitement d'images 4. En opération, des images de la tête du passager P sont acquises par les caméras 2a et 2b. Les 20 deuxièmes moyens de traitement d'images 10 effectuent des traitements d'images sur les images acquises par les caméras 2a et 2b afin de déterminer la position X de la tête du passager, par exemple par correspondance entre les images acquises et un modèle de tête 3D. Les 25 deuxièmes moyens de traitement d'images 10 transmettent la valeur X de la position de la tête du passager P via la liaison 21 aux premiers moyens de traitement d'images 4. Les premiers moyens de traitement 30 d'images 4 produisent, à partir des images de l'environnement extérieur de l'aéronef, de la valeur X et de la position de la surface d'affichage 12, des images calculées représentant l'environnement extérieur de l'aéronef en continuité avec les images réelles vues 35 par le passager P à travers le hublot H. Les moyens d'affichage 3 intègrent un système de correction de distorsion des images configuré pour adapter les images calculées à la topographie de la surface d'affichage 12 Cette correction de distorsion peut par exemple être réalisée de façon logicielle. Ainsi, les images affichées sur la surface d'affichage 12 par les moyens d'affichage 3 ne sont pas déformées par la topographie de ladite surface d'affichage 12. Avantageusement, un tel système d'affichage permet d'afficher des images de l'environnement extérieur de l'aéronef et d'adapter celles-ci en fonction du regard du passager P, par exemple lorsqu'il regarde le terrain survolé par le bas du hublot en phase d'atterrissage ou lorsqu'il regarde l'horizon à travers le hublot en phase de croisière, et en fonction du relief de la surface d'affichage, par exemple le relief de la zone d'encadrement du hublot, généralement convexe. Ainsi les images affichées sont en continuité avec les images de l'extérieur de l'aéronef visibles par le passager P à travers le hublot H, notamment lorsque le passager P regarde vers le bas ou vers un des cotés du hublot H. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus et peut s'étendre à toute variante conforme à son esprit. Ainsi, comme représenté sur la figure 5, les moyens d'acquisition 1 peuvent comprendre deux caméras vidéos lc et le situées sur le périmètre du fuselage 11, telles que la caméra vidéo lc soit disposée sur la partie supérieure du fuselage 11 de l'aéronef et la caméra vidéo le soit disposée sur la partie inférieure du fuselage 11. Préférentiellement, les caméras vidéo lc et le sont intégrées au fuselage 11 de l'aéronef. En opération, les caméras vidéo acquièrent des images de l'environnement extérieur correspondant à une majeure partie du champ de vision que le passager P pourrait avoir en l'absence des parois du fuselage 11. D'autre part, les images calculées par les outils de traitement d'images 4 peuvent être affichées par les moyens d'affichage 3 sur au moins un écran 35 intégré sur au moins un des cotés du hublot H à la paroi 22 de la cabine 8, tel que représenté sur la figure 3. Dans ce cas, ledit au moins un écran 35 forme au moins une partie de la surface d'affichage 12. Par ailleurs, la description ci-dessus a été faite en fonction d'un seul hublot équipé. Dans une variante non représentée, chacun des hublots ou une pluralité de hublots de la cabine 8 est équipé d'un système d'affichage selon l'invention. Le passager P peut notamment être un passager privilégié auquel est dédié ledit système d'affichage. Il peut s'agir, par exemple, d'un passager voyageant à bord d'un aéronef privé ou encore d'un passager voyageant dans un espace réservé à bord d'un aéronef commercial. Selon une variante de l'invention, la surface d'affichage est une surface mobile adaptable à la tête du passager P. Cette surface mobile peut notamment correspondre à des lunettes 40 que peut porter le passager, comme représenté sur la figure 6. Les lunettes 40 peuvent être des lunettes à affichage tête haute, des lunettes vidéo ou tout autre type de lunettes permettant d'afficher des images. De préférence, ces lunettes permettent également au passager de voir son environnement par transparence. Toutefois, cette variante de l'invention n'est pas limitée à de telles lunettes : la surface mobile peut aussi correspondre à une surface d'un casque susceptible d'être porté par le passager, ou à tout autre dispositif d'affichage susceptible d'être porté par le passager devant ses yeux. Cette variante de l'invention peut s'appliquer à tout passager de l'aéronef, même un passager non privilégié. Selon cette variante de l'invention, le système d'affichage comporte des moyens de détection de la position du passager P, tels que ceux déjà décrits : caméras 2a et 2b, deuxièmes moyens de traitement d'images 10." Outre la position X du passager, les deuxièmes moyens de traitement d'images 10 calculent alors en outre la direction Y du regard du passager, à partir des images fournies par les caméras 2a et 2b. Pour cela, ils peuvent par exemple utiliser un modèle de tête 3D ainsi qu'un algorithme d'analyse morphologique du visage du passager P, permettant de détecter la position des yeux du passager. Les deuxièmes moyens de traitement d'images 10 transmettent les valeurs X et Y de la position et de la direction du regard du passager P aux premiers moyens de traitement d'images 4. Ces derniers produisent des images calculées en tenant compte à la fois de la position et de la direction du regard du passager P. Il est en effet avantageux que les images calculées soient fonction de la direction du regard du passager car la surface d'affichage, par exemple les lunettes 40, est mobile avec la tête du passager. Les premiers moyens de traitement d'images 4 transmettent ces images par une liaison 23a à des moyens d'affichage 3a associés aux lunettes 40. De préférence, les moyens d'affichage 3a sont intégrés dans les lunettes 40 et la liaison 23a est une liaison sans fil, par exemple de type « WIFI » ou « Bluetooth ». Ainsi, le passager peut regarder l'environnement extérieur de l'aéronef par le hublot H, à travers les lunettes 40, tout en visualisant sur les lunettes 40 lesdites images calculées qui sont en continuité avec les images visibles à travers le hublot. Un système selon cette variante de l'invention peut avantageusement être utilisé par chacun des passagers d'un aéronef commercial. Dans un tel cas, les caméras 2a et 2b, les deuxièmes moyens de traitement d'images 10 et les premiers moyens de traitement d'images 4 peuvent être communs à un groupe de passagers, les premiers moyens de traitement d'images 4 calculant alors des images pour chacun des passagers du groupe considéré. Un système d'affichage selon l'invention peut fonctionner selon deux modes d'utilisation. Dans un premier mode, les moyens de détection de la position d'un passager localisé dans la cabine sont activés afin d'élargir la visibilité du passager P sur le paysage survolé. Ce mode peut être utilisé par exemple lors d'une phase de décollage ou lors d'une phase d'atterrissage. Dans un deuxième mode d'utilisation, par exemple lors d'une phase de croisière où le paysage est davantage constant, les moyens de détection de la position d'un passager localisé dans la cabine sont désactivés. REVENDICATIONS1. Fuselage (11) d'aéronef comportant au moins une cabine (8), aménagée pour recevoir au moins un passager (P), la cabine comprenant au moins un hublot (H), caractérisé en ce que le fuselage (11) comprend, pour le au moins un hublot (H), un système d'affichage (20) d'images de l'environnement extérieur comprenant : - des moyens d'acquisition d'images (1) de l'environnement extérieur de l'aéronef; - au moins une surface d'affichage (12, 40) ; - des moyens d'affichage (3) aptes à afficher une image sur la surface d'affichage (12, 40) ; et - des premiers moyens de traitement d'images (4) aptes à recevoir les images de l'environnement extérieur ; ces premiers moyens de traitement d'images (4) étant configurés pour : - produire des images calculées qui sont en continuité avec les images visibles par le passager (P) à travers le hublot H ; et - transmettre les images calculées aux moyens d'affichage (3). 2. Fuselage (11) d'aéronef selon la revendication 1 caractérisé en ce que la surface d'affichage (40) est une surface mobile adaptable à la tête du passager (P). 3. Fuselage (11) d'aéronef selon la 30 revendication 1 caractérisé en ce que la surface d'affichage (12) est située autour du hublot (H). 4. Fuselage (11) d'aéronef selon l'une des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que la cabine (8) comporte des moyens de détection de la 35 position du passager (P) localisé dans la cabine. 5. Fuselage (11) d'aéronef selon la revendication précédente caractérisé en que les moyens de détection de la position du passager (P) localisé dans la cabine comprennent au moins deux caméras (2a, 2b) associées à des deuxièmes moyens de traitements d'images (10). 6. Fuselage (11) d'aéronef selon l'une des revendications 3 à 5 caractérisé en ce que les moyens d'affichage (3) sont au moins un écran intégré aux parois de la cabine (8), ledit au moins un écran formant au moins une partie de la surface d'affichage (12). 7. Fuselage (11) d'aéronef selon l'une des revendications 3 à 5 caractérisé en ce que les moyens d'affichage (3) sont des moyens de projection localisés dans la cabine (8) et aptes à projeter les images calculées sur la surface d'affichage (12). 8. Fuselage (11) d'aéronef selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'affichage (3) intègrent un système de correction de distorsion d'images configuré pour adapter les images calculées à la topographie de la surface d'affichage (12). 9. Fuselage (11) d'aéronef selon l'une 25 quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens d'acquisition d'images (1) de l'environnement extérieur comprennent au moins une caméra vidéo (lc, le). 10. Fuselage (11) d'aéronef selon l'une 30 des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens d'acquisition d'images ( 1 ) de l'environnement extérieur comprennent au moins une caméra vidéo (la) positionnée à l'extérieur du fuselage, sur une partie latérale du fuselage. 35 11. Fuselage (11) d'aéronef selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce queles moyens d'acquisition d'images (1) de l'environnement extérieur comprennent au moins deux caméras vidéo (lc, le) positionnées à l'extérieur du fuselage, l'une sur une partie supérieure du fuselage et l'autre sur une partie inférieure du fuselage. 12. Fuselage (11) d'aéronef selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens d'acquisition d'images (1) de l'environnement extérieur comprennent un ensemble de caméras vidéo (lc, le) configurées pour acquérir des images de l'environnement extérieur correspondant à une majeure partie du champ de vision que le passager (P) présent dans la cabine (8) pourrait avoir en l'absence des parois de ladite cabine (8).