Brevet FR3003049A1 — publié le 20140912

Système de visualisation de casque comportant des moyens visuels d'interaction avec la symbologie affichée Le domaine de l'invention est celui des systèmes de visualisation de casque, notamment pour applications aéronautiques et des interfaces homme-machine associées. Ce type de système comprend généralement un ensemble de visualisation qui peut être monoculaire ou binoculaire intégré dans un casque de pilote d'aéronef. Cet ensemble projette des images généralement collimatées en superposition sur le paysage extérieur. Pour rendre ces images conformes, c'est-à-dire parfaitement superposées à des endroits précis du paysage extérieur, le système comporte une détection de position et d'orientation du casque permettant de s'affranchir des mouvements du casque. Cet ensemble de visualisation peut afficher, en particulier, une symbologie présentant des informations de pilotage, de navigation ou toute autre information concernant le vol ou la mission en cours de l'aéronef. Ainsi, avec ce type de système de visualisation, le pilote conserve constamment les informations importantes dans son champ de vision sans perdre de vue l'extérieur. Un des points faibles de la symbologie présentée est qu'elle n'est pas interactive. Le pilote ne peut pas simplement modifier, ajouter ou valider des informations dans la symbologie présentée. Il est nécessaire qu'il agisse sur d'autres moyens d'interfaces homme-machine situés sur la planche de bord du cockpit comme les postes de commande, les désignateurs graphiques ou les surfaces tactiles. Bien entendu, la vision de l'extérieur est perdue pendant ce temps. L'objet de l'invention est de proposer un outil d'interaction avec la symbologie affichée qui soit l'équivalent de la souris informatique pour les ordinateurs de bureau tout en utilisant au mieux les moyens existant 30 nécessaires au fonctionnement des systèmes de visualisation de casque et en gardant une ergonomie satisfaisante. Ainsi, le système de visualisation selon l'invention comporte un curseur graphique de désignation déplacé par les mouvements de tête de l'utilisateur, la validation se faisant très simplement au moyen d'un bouton de commande. Plus précisément, l'invention a pour objet un système de visualisation de casque comportant un ensemble électronique de génération d'une symbologie, un casque comprenant un système de détection d'orientation dudit casque dans un premier repère fixe et un ensemble optoélectronique d'affichage de ladite symbologie collimatée dans ledit premier repère fixe, caractérisé en ce que ledit système de visualisation comporte des moyens d'interaction avec ladite symbologie, lesdits moyens d'interaction comportant un curseur graphique disposé dans ladite symbologie, des symboles d'interaction prédéterminés et des moyens de commande dudit curseur assurant son apparition et son activation lorsqu'il est superposé auxdits symboles d'interaction prédéterminés, ledit curseur graphique étant affiché dans un second repère mobile lié au casque, ses déplacements étant solidaires des rotations du casque mesurés par le système de détection d'orientation dudit casque. Avantageusement, les symboles d'interaction prédéterminés sont affichés sous forme d'au moins un menu comportant une liste d'actions. Avantageusement, l'activation d'un symbole d'interaction prédéterminé entraîne l'apparition d'un symbole spécifique, indiquant que l'activation est prise en compte. Avantageusement, le système de visualisation de casque selon l'invention fait partie d'un système avionique. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non 30 limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles : Les figures 1, 2, 3 et 4 représentent les différentes étapes de mise en oeuvre du curseur graphique dans un système de visualisation de casque selon l'invention. Le coeur du dispositif selon l'invention est un curseur graphique affiché dans un visuel de casque et déplacé par les mouvements de tête de l'utilisateur. Dans le cas d'une utilisation aéronautique, pour réaliser cette fonction, le système de visualisation de casque selon l'invention comporte : - un casque équipé comprenant un ensemble optoélectronique d'affichage. Comme il a été dit, cet ensemble peut être monoculaire ou binoculaire. Lorsque le casque est porté par un utilisateur, cet ensemble donne une image collimatée issue d'un afficheur superposée au paysage extérieur par un combineur ou mélangeur optique ; - un système de détection d'orientation du casque permettant de déterminer la position du casque dans le repère de l'aéronef. Il existe différents systèmes de détection qui sont bien connus de l'homme du métier. On citera les systèmes à détection magnétique dans lesquels un récepteur mesure les composantes d'un champ électromagnétique connu et les systèmes à détection optique comportant un émetteur et un récepteur apte à déterminer la position et l'orientation de cet émetteur par reconnaissance de forme. La position de l'aéronef dans un repère terrestre est elle-même connue au moyen de différents capteurs comme la centrale inertielle de l'aéronef ; - un ensemble ou un calculateur électronique assurant plusieurs fonctions détaillées ci-dessous ; - des moyens de commande simples dédiés au déplacement du curseur graphique. D'une façon générale, ces moyens sont un bouton de commande. La première fonction du calculateur électronique est d'assurer la génération d'une symbologie conforme superposée sur le paysage extérieur par l'ensemble optoélectronique d'affichage. Cette symbologie comporte généralement les informations de base nécessaires au pilotage (indications de la vitesse, de l'altitude, de l'assiette, de l'horizon,...). Pour assurer cette fonction, les différents capteurs de l'aéronef fournissent au calculateur les informations nécessaires. Le système de détection d'orientation du casque lui donne les informations de position et d'orientation permettant d'afficher la symbologie de façon conforme, c'est-à-dire dans un repère terrestre indépendant des mouvements de l'aéronef et des mouvements du casque. La seconde fonction du calculateur et qui est plus particulièrement dédiée à la mise en oeuvre de l'invention est la génération de symboles particuliers potentiellement interactifs. Ces symboles sont également affichés de façon conforme. Il s'agit principalement de menus comportant des listes à option ou des sous-menus. Il peut également s'agir d'icônes représentant des commandes élémentaires que l'on peut activer ou désactiver. La troisième fonction du calculateur également dédiée à la mise en oeuvre de l'invention est la génération et la mise en oeuvre d'un curseur ou désignateur graphique. Ce curseur est affiché dans le repère du casque. Par conséquent, il bouge dans la symbologie conforme lorsque l'utilisateur tourne la tête. Ce curseur est activé par des moyens de commande qui gère son apparition dans la symbologie et sa mise en oeuvre lorsque ce curseur est superposé à un symbole interactif. Toutes ces fonctions électroniques sont simples à mettre en 15 oeuvre et ne posent pas de difficultés particulières pour l'homme du métier. A titre d'exemple non limitatifs, les figures 1 à 4 illustrent la mise en oeuvre d'un système de visualisation comportant une interface visuelle interactive selon l'invention. Sur ces figures, sont représentées à gauche le 20 mélangeur optique M d'un visuel de casque dans lequel apparaît en superposition sur le paysage extérieur P une symbologie issue de l'afficheur de l'ensemble optoélectronique d'affichage. A droite des figures, un bouton-poussoir B de commande représente les moyens de commande du curseur graphique. Sur ces figures, le paysage est représenté par un motif en 25 pointillés, la symbologie conforme S non interactive est représentée en traits épais et la symbologie interactive SI, objet de l'invention, en traits plus épais. A titre d'exemple, la symbologie conforme comporte classiquement deux échelles verticales représentant l'altitude et la vitesse, une ligne d'horizon et une maquette avion. Les actions faites par l'utilisateur du système sont 30 représentées par des flèches blanches rayées. Le reste du système de visualisation de casque selon l'invention n'est pas représenté sur ces figures. Sur la figure 1, l'utilisateur n'a fait aucune action sur le bouton-poussoir B. Seule la symbologie conforme S est affichée dans le mélangeur optique du visuel de casque. Sur la figure 2, l'utilisateur appuie sur le bouton-poussoir B, une symbologie interactive SI ainsi qu'un curseur de désignation C apparaissent. Sur la figure 2, à titre d'exemple, la symbologie SI est un menu à quatre choix. Le curseur C a la forme d'une croix en X. Sur la figure 3, l'utilisateur déplace le curseur C dans le menu en bougeant la tête de façon à le placer sur une action particulière. Le mouvement du curseur est symbolisé par la flèche blanche. Sur la figure 4, l'utilisateur valide cette action présente dans le menu en agissant sur le bouton de commande B. Le menu à choix multiples 10 et le curseur de désignation C disparaissent et sont remplacés par une icône I indiquant à l'utilisateur que son action est prise en compte. REVENDICATIONS1. Système de visualisation de casque comportant un ensemble électronique de génération d'une symbologie, un casque comprenant un système de détection d'orientation dudit casque dans un premier repère fixe et un ensemble optoélectronique d'affichage de ladite symbologie (S) 5 collimatée dans ledit premier repère fixe, caractérisé en ce que ledit système de visualisation comporte des moyens d'interaction avec ladite symbologie, lesdits moyens d'interaction comportant un curseur graphique (C) disposé dans ladite symbologie, des symboles d'interaction (SI) prédéterminés et des moyens de commande (B) dudit curseur assurant son apparition et son 10 activation lorsqu'il est superposé auxdits symboles d'interaction prédéterminés, ledit curseur graphique (C) étant affiché dans un second repère mobile lié au casque, ses déplacements étant solidaires des rotations du casque mesurés par le système de détection d'orientation dudit casque. 15 2. Système de visualisation de casque selon la revendication 1, caractérisé en ce que les symboles d'interaction (SI) prédéterminés sont affichés sous forme d'au moins un menu comportant une liste d'actions. 3. Système de visualisation de casque selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que l'activation d'un symbole d'interaction prédéterminé entraîne l'apparition d'un symbole spécifique (I), indiquant que l'activation est prise en compte. 4. Système avionique pour aéronef, caractérisé en ce qu'il 25 comporte un système de visualisation de casque selon l'une des revendications précédentes.