Brevet FR3026865A1 — publié le 20160408

Procédé d'affichage et de gestion de symboles d'interaction et dispositif de visualisation à surface tactile associé Le domaine de l'invention est celui de la présentation et de la gestion des interactions dites Homme-Système ou « IHS » tactiles pour cockpit d'aéronef. Actuellement, les moyens traditionnels d'interaction dans un cockpit d'aéronef sont, dans la plupart des applications, des interacteurs mécaniques. Ainsi, la figure 1 représente un poste de commande 10 selon l'art antérieur comprenant : - des rotacteurs à états finis 11 comportant un nombre limité de positions ; - des rotacteurs à valeurs continues 12 permettant de régler un paramètre comme, par exemple, un niveau sonore ; - des boutons simples 13 ou « toggle buttons » exclusifs ou non, avec ou sans retour visuel ; - des interrupteurs 14 ou « switchs » de mise en oeuvre ou d'arrêt de fonctions. Ces moyens traditionnels sont progressivement remplacés par des interacteurs virtuels affichés sur des dispositifs de visualisation comportant des surfaces tactiles et qui assurent les mêmes fonctions. Cette solution présente de nombreux avantages en termes de coût, d'encombrement, de flexibilité et de reconfiguration. Cependant, ces interacteurs tactiles doivent respecter un certain nombre de recommandations propres au monde aéronautique. En particulier, ils doivent : - Offrir une représentation graphique ergonomique. Celle-ci peut être voisine de celle des boutons traditionnels comme représenté sur les différentes figures. Mais, il est possible d'utiliser des représentations graphiques différentes adaptées à la fois à la fonction et à la manipulation tactile ; - Offrir un affichage d'information pertinent, lisible et peu encombrant ; - Offrir des modes d'interactions intuitifs, efficaces et des réglages de valeurs en aveugle ; - Sécuriser les interactions tactiles critiques ; - Permettre une interaction efficace même dans des conditions météorologiques dégradées, c'est-à-dire en cas de turbulences. Des solutions ont été proposées pour répondre à ce problème. On 10 citera, en particulier, la publication US 2013/0249814 intitulée « Adjustment mechanisms for virtual knobs on a touchscreen interface » qui décrit un principe d'interface tactile destinée à remplacer un rotacteur physique de la façon suivante. La fonction « push/pull » permettant de passer d'un mode à un autre est remplacée par des « clics » prolongés sur une représentation 15 graphique du rotacteur physique. Sur un clic simple de l'utilisateur, l'écran affiche un anneau interactif autour du rotacteur virtuel. Cet anneau interactif permet une interaction circulaire dans le sens horaire ou anti-horaire permettant d'incrémenter ou de décrémenter un paramètre associé au rotacteur. Les inconvénients de cette solution sont les suivants : 20 - Représentation graphique encombrante et mal adaptée à un positionnement en bord d'écran de visualisation ; - Conservation du mouvement rotatif pour garder une interaction proche de celle existante. Or, ce type de mouvement sur une dalle tactile n'est ni très ergonomique ni très efficace ; 25 - Absence d'adaptation du rotacteur à la sélection d'états finis ; - Interaction mal adaptée à une utilisation en conditions turbulentes ; - Niveau de réglage fixe. 30 Le procédé d'affichage et de gestion de symboles d'interaction selon l'invention ne présente pas ces inconvénients. Il est essentiellement destiné aux planches de bord d'aéronef mais peut également s'appliquer à d'autres domaines techniques. Dans ce cadre aéronautique, il permet de remplacer tous les types d'interacteurs physiques 35 présents dans un aéronef. Il réduit le niveau d'apprentissage et l'entraînement nécessaire à la maîtrise de l'interface homme/système en offrant préférentiellement des représentations graphiques similaires aux interacteurs physiques connus des pilotes. On facilite ainsi grandement la lecture et la reconnaissance des informations. Les interacteurs virtuels selon l'invention sont également sécurisés et adaptés aux besoins opérationnels aéronautiques. Ils permettent de contrôler le niveau de précision d'une sélection de valeur numérique. Les gestes à effectuer pour changer d'état sont simples, efficaces et adaptés à l'utilisation d'une dalle tactile. Ces nouveaux interacteurs offrent également des capacités supplémentaires par rapport aux interacteurs physiques telles que la sélection d'états sur plusieurs niveaux hiérarchiques. Ils sont plus spécifiquement dédiés à la simulation de rota cte u rs. Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé d'affichage et de gestion de symboles d'interaction dans un système de visualisation comprenant au moins un dispositif de visualisation comportant une surface tactile et des moyens d'affichage, de gestion et de contrôle associé, ledit procédé agencé de façon à gérer au moins un interacteur graphique permettant de réaliser au moins les fonctions d'un rotacteur, caractérisé en ce que ledit procédé d'affichage et de gestion comporte au moins les étapes suivantes : - Etape 1 : en l'absence de sollicitation tactile, affichage d'un symbole représentatif de l'état courant dudit rotacteur ; - Etape 2: sur une première sollicitation tactile, apparition d'icônes d'interaction dédiées audit rotacteur et entourant ledit symbole ; - Etape 3: par maintien et déplacement de la sollicitation tactile sur les différentes icônes d'interaction, changement de l'état courant dudit rotacteur ; - Etape 4: par arrêt de la sollicitation tactile, validation du nouvel état courant et disparition des icônes d'interaction. Avantageusement, ledit rotacteur étant un rotacteur à états finis, le procédé comporte les étapes suivantes : - Etape 1 : en l'absence de sollicitation tactile, le symbole est entouré d'une pluralité d'indications représentant les différents états possibles et disposées sensiblement sur un premier arc de cercle entourant ledit symbole, ledit symbole comportant un marqueur désignant une première indication représentant un premier état, ledit affichage étant appelé affichage courant ; - Etape 2: sur une première sollicitation tactile, remplacement des indications par des icônes représentant les différents états possibles disposées sensiblement sur un second arc de cercle entourant ledit symbole et de rayon plus grand que le premier arc de cercle et apparition d'une pastille à l'endroit de la sollicitation tactile ; - Etape 3: Par maintien et déplacement de la sollicitation tactile, déplacement de la pastille sur les différentes icônes jusqu'à l'icône représentative d'un second état sélectionné ; - Etape 4: Par arrêt de la sollicitation tactile, sélection dudit second état, retour à l'affichage courant, le marqueur étant positionné sur le second état sélectionné. Avantageusement, l'étape 3 est suivi d'une étape 3bis dans laquelle au moins la sélection d'une icône particulière représentant un état particulier entraîne l'apparition d'icônes secondaires entourant ladite icône, chacune desdites icônes secondaires représentant différents états secondaires associés au dit état particulier. Avantageusement, ledit rotacteur étant un rotacteur à états continus, le procédé comporte les étapes suivantes : - Etape 1 : en l'absence de sollicitation tactile, le symbole affiché est représentatif d'une valeur dite valeur courante ; - Etape 2 : sur une première sollicitation tactile, apparition de deux icônes de forme allongée disposée symétriquement de part et d'autre du symbole le long d'un axe, la première icône comportant le signe « + » et la seconde icône comportant le signe « - »; - Etape 3: Par maintien et déplacement de la sollicitation tactile dans une direction sensiblement parallèle audit axe, augmentation ou diminution de la valeur courante jusqu'à une valeur déterminée ; - Etape 4: Par arrêt de la sollicitation tactile, sélection de ladite valeur déterminée et retour à l'affichage courant. Avantageusement, plus la sollicitation s'éloigne du centre de l'axe correspondant au centre du symbole, plus l'augmentation ou la diminution de 5 la valeur courante est rapide. Avantageusement, l'étape 4 est suivie d'une étape 4bis de sécurisation comportant une sollicitation tactile brève appelée « tap ». Avantageusement, la surface tactile comporte des moyens haptiques. 10 Avantageusement, le symbole est de forme circulaire et a l'aspect graphique d'un rotacteur mécanique. L'invention concerne également un système de visualisation comprenant au moins un dispositif de visualisation comportant une surface tactile et des moyens d'affichage, de gestion et de contrôle associé, ledit 15 système de visualisation comportant des moyens électroniques et numériques de mise en oeuvre d'un procédé de gestion d'interacteurs graphiques permettant de réaliser au moins les fonctions d'un rotacteur, caractérisé en ce que ledit procédé d'affichage et de gestion comporte les étapes suivantes : 20 - Etape 1 : en l'absence de sollicitation tactile, affichage d'un symbole représentatif de l'état courant dudit rotacteur ; - Etape 2: sur une première sollicitation tactile, apparition d'icônes d'interaction dédiées audit rotacteur et entourant ledit symbole ; 25 - Etape 3: par maintien et déplacement de la sollicitation tactile sur les différentes icônes d'interaction, changement de l'état courant dudit rotacteur ; - Etape 4: par arrêt de la sollicitation tactile, validation du nouvel état courant et disparition des icônes d'interaction. 30 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 déjà décrite représente un poste de commande selon 35 l'art antérieur ; Les figures 2, 3, 4 et 5 représentent les différentes étapes du procédé selon l'invention dans le cas de la simulation d'un rotacteur à états finis ; Les figures 6 et 7 représentent des variantes de réalisation du rotacteur à états finis précédent ; La figure 8 représente un rotacteur à états continus selon l'invention ; La figure 9 représente les variations d'une valeur représentée par le rotacteur à états continus précédent en fonction de l'éloignement de la sollicitation. Le procédé d'affichage et de gestion de symboles d'interaction selon l'invention est mis en oeuvre dans un système de visualisation comprenant un dispositif de visualisation comportant une surface tactile et des moyens d'affichage, de gestion et de contrôle associé. Généralement, le dispositif de visualisation est un dispositif de visualisation à cristaux liquides mais, bien entendu, il peut s'adapter à d'autres types d'afficheurs. Il existe différents types de dalle tactile. On citera, à titre d'exemples, les dalles tactiles résistives ou capacitives. Les moyens de gestion graphique sont 20 adaptés pour mettre en oeuvre les différentes étapes du procédé. Le procédé d'affichage et de gestion selon l'invention s'applique tout particulièrement pour réaliser les mêmes fonctions que des rotacteurs mécaniques. Il comporte les étapes suivantes : - Etape 1 : en l'absence de sollicitation tactile, affichage d'un 25 symbole représentatif de l'état courant dudit rotacteur ; - Etape 2: sur une première sollicitation tactile, apparition d'icônes d'interaction dédiées audit rotacteur et entourant ledit symbole ; - Etape 3: par maintien et déplacement de la sollicitation 30 tactile sur les différentes icônes d'interaction, changement de l'état courant dudit rotacteur ; - Etape 4: par arrêt de la sollicitation tactile, validation du nouvel état courant et disparition des icônes d'interaction. Ce procédé peut s'appliquer pour simuler des rotacteurs à états finis ou des rotacteurs à états continus. A titre d'exemple non limitatif, les figures 2, 3, 4 et 5 représentent les différentes étapes du procédé selon l'invention dans le cas de la simulation d'un rotacteur à états finis. Sur ces figures, le rotacteur comporte quatre états notés « THRT », « ALL », « ABV » et « BLW ». Le nombre d'états peut être différent. Dans une première étape 1 représentée en figure 2, en l'absence de sollicitation tactile, un symbole 20 représentatif du rotacteur est affiché. C'est un cercle sur cette figure. Bien entendu, le symbole peut comporter différentes formes, couleurs et ombrages de façon à le faire ressembler à un rotacteur mécanique traditionnel. Il est entouré des quatre indications représentant les différents états possibles notés « THRT », « ALL », « ABV » et « BLW ». Ces indications sont disposées sensiblement sur un premier arc de cercle entourant le symbole 20. Ce symbole comporte un marqueur 21 désignant une première indication représentant un premier état, ledit affichage étant appelé affichage courant. Dans le cas de la figure 2, ce marqueur est un rectangle allongé et désigne l'état « BLW ». Il peut prendre d'autres formes comme, par exemple, des pointes de flèches. Dans une seconde étape représentée en figure 3, sur une première sollicitation tactile qui correspond à un appui du doigt d'un utilisateur sur la surface tactile à l'endroit du symbole affiché, les indications précédentes sont remplacées par des icônes 22 représentant les différents états possibles disposées sensiblement sur un second arc de cercle entourant ledit symbole et de rayon plus grand que le premier arc de cercle. Sur la figure 3, les icônes 22 sont des cercles entourant les états notés « THRT », « ALL », « ABV » et « BLW ». Là encore, différentes formes, couleurs, ombrages sont possibles. Il est important que ces icônes aient une certaine largeur, supérieure au centimètre de façon à permettre une interaction ne nécessitant pas une précision importante de positionnement de la part de l'utilisateur. Symboliquement, l'écartement des icônes est représenté par des doubles chevrons sur la figure 3. Une pastille 23 apparaît sur une des icônes. Elle est représentée par un triple cercle sur les figures 3 et 4. D'autres représentations graphiques sont possibles. A ce stade, il est possible d'ajouter une temporisation de façon que le passage en mode interactif de sélection d'états ne soit pas immédiat. Dans une troisième étape représentée en figure 4, on maintient et on déplace, par sollicitation tactile, la pastille jusqu'à l'icône représentative 5 d'un second état que l'on souhaite sélectionner. Dans le cas de la figure 4, il s'agit de l'état « ABV ». Dans une quatrième et dernière étape représentée en figure 5, on arrête la sollicitation tactile. Le second état est sélectionné. L'affichage revient à l'affichage courant, le marqueur étant positionné sur le second état 10 sélectionné. En l'occurrence, il s'agit de l'état « ABV ». Il est à noter que les interactions selon l'invention sont sécurisées. En effet, un simple « tap » ne peut modifier l'état de l'interacteur. Au cas où l'utilisateur relâche involontairement son doigt, on peut sécuriser la validation 15 par un double « tap » ou un « tap » avec un second doigt dans le cas d'écrans tactiles dits « multitouch » permettant l'interaction avec plusieurs doigts. Ce type de rotacteur peut être utilisé pour sélectionner une valeur. A titre d'exemple, la figure 6 représente la sélection d'une valeur comprise 20 entre 0 et 360 par incrément de 45. Le symbole 20 est entouré de 8 icônes 24 marquées de 45 en 45. Une fois une valeur sélectionnée, on peut ensuite l'affiner par d'autres moyens. Sur la figure 6, la valeur « 45 » est sélectionnée. Il est également possible, d'incorporer des fonctions 25 supplémentaires impossibles à reproduire avec un interacteur physique. Ainsi, à partir d'un état sélectionné, il est possible d'avoir accès à des sous-états selon une hiérarchisation en arborescence. Pour passer d'un état aux sous-états correspondants, on effectue, à titre d'exemple, un appui prolongé ou un « tap » ou un «double « tap » ou un « slide » avec un autre doigt. On 30 entend par « slide » l'opération qui consiste à glisser le doigt sur la surface tactile sur une certaine distance. L'objectif est de ne pas relâcher le doigt avant la fin de l'interaction. A titre d'exemple, sur la figure 7, le choix de la valeur « 45 » fait apparaître d'autres valeurs disposées dans des icônes 25 comprises entre 10 et 50. On peut facilement naviguer dans l'arborescence. 35 Le retour se fait simplement en revenant sur l'icône d'origine. Le procédé selon l'invention permet également de simuler un rotacteur à états continus, c'est-à-dire un rotacteur permettant de régler finement une valeur. A titre d'exemple, on peut ainsi régler la valeur d'une fréquence radio ou un niveau sonore ou encore un rapport de zoom sur une représentation cartographique. Dans ce cas, le procédé comporte les étapes suivantes : - Etape 1 : en l'absence de sollicitation tactile, le symbole affiché est représentatif d'une valeur dite valeur courante ; 10 - Etape 2: sur une première sollicitation tactile, apparition de deux icônes de forme allongée disposée symétriquement de part et d'autre du symbole le long d'un axe, la première icône comportant le signe « + » et la seconde icône comportant le signe « - ». A titre d'exemple, la figure 8 15 représente le symbole central 26 entouré de ces deux icônes 27. L'axe est noté x sur cette figure 8; - Etape 3: Par maintien et déplacement de la sollicitation tactile le long dudit axe, augmentation ou diminution de la valeur courante jusqu'à une valeur déterminée ; 20 - Etape 4: Par arrêt de la sollicitation tactile, sélection de ladite valeur déterminée et retour à l'affichage courant. L'orientation de l'axe x est préférentiellement choisie en fonction du retour graphique associé. Par exemple, un réglage de niveau est fait 25 selon un axe vertical alors que l'axe d'un curseur est horizontal. Les icônes peuvent avoir une certaine largeur, supérieure au centimètre de façon à permettre une interaction ne nécessitant pas une précision importante de positionnement de la part de l'utilisateur. Il est également possible de réaliser l'interaction en « aveugle », en dehors de la 30 zone des icônes à condition que l'interaction se fasse selon la même direction que l'axe x. En effet, la modification de la valeur du paramètre s'accompagne généralement d'un effet perceptible comme un changement de luminosité ou un changement de volume sonore. Il n'est donc pas nécessaire que l'utilisateur contrôle précisément l'interaction dans la mesure 35 où il en perçoit immédiatement les effets. L'incrémentation de la valeur peut se faire de façon linéaire. Cependant, il est préférable que la vitesse de variation augmente en fonction de l'éloignement du centre de l'axe x. Plus la sollicitation s'éloigne du centre de l'axe correspondant au centre du symbole, plus l'augmentation ou la 5 diminution de la valeur courante est rapide. Lors de turbulences, il est important d'avoir une accélération de type quadratique pour éviter d'avoir des variations de vitesses trop importantes sur les réglages fins. Ce point est illustré en figure 9 qui représente la variation de la vitesse d'incrémentation « I » en fonction de la distance au centre de l'axe x. Elle est faible au centre 10 et importante aux extrémités. Pour faciliter ces interactions en aveugle, il est possible, si le dispositif de visualisation le permet, d'ajouter un effet haptique aux frontières de la zone d'interaction pour éviter d'en sortir sans le vouloir et pour déterminer de façon intuitive à quelle distance du centre le doigt de 15 l'utilisateur se trouve. Les avantages du procédé d'affichage et de gestion de symboles d'interaction selon l'invention sont principalement : - Sécurisation des interactions tactiles ; 20 - Limitation des temps d'apprentissages/entraînements supplémentaires ; - Interactions ergonomiques et efficaces ; - Adaptation simple des interacteurs tactiles à l'ensemble des besoins opérationnels. REVENDICATIONS1. Procédé d'affichage et de gestion de symboles d'interaction (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27) dans un système de visualisation comprenant au moins un dispositif de visualisation comportant une surface tactile et des moyens d'affichage, de gestion et de contrôle associé, ledit procédé agencé de façon à gérer au moins un interacteur graphique permettant de réaliser au moins les fonctions d'un rotacteur, caractérisé en ce que ledit procédé d'affichage et de gestion comporte au moins les étapes suivantes : - Etape 1 : en l'absence de sollicitation tactile, affichage d'un symbole (20) représentatif de l'état courant dudit rotacteur ; - Etape 2: sur une première sollicitation tactile, apparition d'icônes (22) d'interaction dédiées audit rotacteur et entourant ledit symbole ; - Etape 3: par maintien et déplacement de la sollicitation tactile sur les différentes icônes d'interaction, changement de l'état courant dudit rotacteur ; - Etape 4: par arrêt de la sollicitation tactile, validation du nouvel état courant et disparition des icônes d'interaction. 2. Procédé d'affichage et de gestion de symboles d'interaction 20 selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit rotacteur étant un rotacteur à états finis, le procédé comporte les étapes suivantes : - Etape 1 : en l'absence de sollicitation tactile, le symbole (20) est entouré d'une pluralité d'indications représentant les différents états possibles et disposées sensiblement sur 25 un premier arc de cercle entourant ledit symbole, ledit symbole comportant un marqueur (21) désignant une première indication représentant un premier état, ledit affichage étant appelé affichage courant ; - Etape 2: sur une première sollicitation tactile, 30 remplacement des indications par des icônes (22) représentant les différents états possibles disposées sensiblement sur un second arc de cercle entourant leditsymbole et de rayon plus grand que le premier arc de cercle et apparition d'une pastille (23) à l'endroit de la sollicitation tactile ; - Etape 3: Par maintien et déplacement de la sollicitation tactile, déplacement de la pastille sur les différentes icônes jusqu'à l'icône représentative d'un second état sélectionné ; - Etape 4: Par arrêt de la sollicitation tactile, sélection dudit second état, retour à l'affichage courant, le marqueur étant positionné sur le second état sélectionné. 3. Procédé d'affichage et de gestion de symboles d'interaction selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape 3 est suivi d'une étape 3bis dans laquelle au moins la sélection d'une icône particulière représentant un état particulier entraîne l'apparition d'icônes secondaires (24) entourant ladite icône, chacune desdites icônes secondaires représentant différents états secondaires associés au dit état particulier. 4. Procédé d'affichage et de gestion de symboles d'interaction selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit rotacteur étant un 20 rotacteur à états continus, le procédé comporte les étapes suivantes : - Etape 1 : en l'absence de sollicitation tactile, le symbole affiché est représentatif d'une valeur dite valeur courante ; - Etape 2 : sur une première sollicitation tactile, apparition de deux icônes (27) de forme allongée disposée 25 symétriquement de part et d'autre du symbole le long d'un axe, la première icône comportant le signe « + » et la seconde icône comportant le signe « - »; - Etape 3: Par maintien et déplacement de la sollicitation tactile dans une direction sensiblement parallèle audit axe, 30 augmentation ou diminution de la valeur courante jusqu'à une valeur déterminée ; - Etape 4: Par arrêt de la sollicitation tactile, sélection de ladite valeur déterminée et retour à l'affichage courant. 5. Procédé d'affichage et de gestion de symboles d'interaction selon la revendication 4, caractérisé en ce que, plus la sollicitation s'éloigne du centre de l'axe correspondant au centre du symbole, plus l'augmentation ou la diminution de la valeur courante est rapide. 6. Procédé d'affichage et de gestion de symboles d'interaction selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape 4 est suivie d'une étape 4bis de sécurisation comportant une sollicitation tactile brève appelée « tap ». 7. Procédé d'affichage et de gestion de symboles d'interaction selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface tactile comporte des moyens haptiques. 8. Procédé d'affichage et de gestion de symboles d'interaction selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le symbole (20) est de forme circulaire et a l'aspect graphique d'un rotacteur mécanique. 9. Système de visualisation comprenant au moins un dispositif de visualisation comportant une surface tactile et des moyens d'affichage, de gestion et de contrôle associé, ledit système de visualisation comportant des moyens électroniques et numériques de mise en oeuvre d'un procédé de gestion d'interacteurs graphiques permettant de réaliser au moins les fonctions d'un rotacteur, caractérisé en ce que ledit procédé d'affichage et de gestion comporte les étapes suivantes : - Etape 1 : en l'absence de sollicitation tactile, affichage d'un symbole représentatif de l'état courant dudit rotacteur ; - Etape 2: sur une première sollicitation tactile, apparition d'icônes d'interaction dédiées audit rotacteur et entourant ledit symbole ; - Etape 3: par maintien et déplacement de la sollicitation tactile sur les différentes icônes d'interaction, changement de l'état courant dudit rotacteur ;- Etape 4: par arrêt de la sollicitation tactile, validation du nouvel état courant et disparition des icônes d'interaction.