Brevet FR3032045A1 — publié le 20160729

Dispositif d'interface homme-machine pour engin sous-marin La présente invention concerne le domaine de la plongée sous-marine, et plus particulièrement un dispositif d'interface homme-machine pour engin sous-marin, destiné à être utilisé par un plongeur. Un dispositif d'interface homme-machine utilisable sous l'eau par un plongeur peut difficilement comprendre un clavier alphanumérique et une souris classiques, du fait de la difficulté de rendre ces périphériques étanches, et surtout de les rendre ergonomique pour un usage avec des gants de plongée. Il est envisageable de prévoir un dispositif d'interface homme-machine utilisable sous l'eau par un plongeur, intégrant un dispositif de pointage sous la forme d'une boule de commande (« trackball » selon la terminologie anglaise) étanche, l'interface graphique étant alors en majorité gérée par déplacement du pointeur à l'aide de la boule de commande et clic à l'aide du pointeur. Néanmoins, il s'avère difficile pour un plongeur muni de gants de plongée de positionner le pointeur avec précision. Il est envisageable de prévoir un dispositif d'interface homme-machine simple possédant des boutons étanches, chaque bouton commandant une interaction prédéfinie Cependant, un tel dispositif d'interface homme-machine ne permet pas de gérer de multiples instruments. Un des buts de l'invention est de proposer un dispositif d'interface homme- machine utilisable sous l'eau par un plongeur, qui soit simple tout en permettant un grand nombre d'interactions. A cet effet, l'invention propose un dispositif d'interface homme-machine d'un engin sous-marin pour plongeur, le dispositif d'interface homme-machine comprenant un écran d'affichage d'une interface graphique comprenant plusieurs volets contenant des données respectives, des boutons de sélection permettant de sélectionner au moins un parmi les volets pour afficher son contenu, et un ensemble de boutons d'interaction affectés sélectivement à l'un des volets, les boutons d'interaction étant configurés pour commander des interactions avec un ou plusieurs éléments graphiques du volet auquel le jeu de boutons d'interaction est affecté, les boutons d'interaction commandant des interactions variables selon le volet auquel l'ensemble de boutons d'interaction est affecté. Selon des modes de réalisation particuliers, le dispositif d'interface homme- machine comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - dans au moins un des volets, un bouton d'interaction commande plusieurs interactions selon la durée d'appui sur le bouton d'interaction ; 3032045 2 - chaque volet est associé à un bouton de sélection respectif ; - chaque volet est associé à un onglet respectif affiché sur l'écran en regard du bouton de sélection associé, et, en option, le fond et/ou la forme de l'onglet est modifié selon que le volet est sélectionné et affiché ou non ; 5 - un appui sur un bouton de sélection associé à un volet provoque l'affichage de ce volet, et un nouvel appui sur le bouton de sélection supprime l'affichage de ce volet ; - il permet d'afficher sélectivement un seul volet sur l'écran ou deux volets simultanément sur l'écran ; - un seul volet affiché est associé aux boutons d'interaction à la fois, les boutons 10 d'interaction permettent d'interagir seulement avec ce volet affiché ; - un volet contient une carte marine et des points d'intérêt paramétrables à l'aide de boutons d'interaction ; - un volet contient une image sonar et des paramètres ajustables à l'aide de boutons d'interaction ; 15 - un volet contient une vidéo prise par une caméra dont les paramètres et/ou l'orientation sont ajustables à l'aide de boutons d'interaction ; - les boutons de sélection et/ou les boutons d'interaction sont chacun associé à détecteur piézoélectrique ; - les boutons d'interaction sont rétroéclairés, de préférence avec des couleurs 20 différentes selon l'élément graphique associé et la(les) interaction(s) attribuée(s), selon le volet affiché associé aux boutons d'interaction ; - le rétro-éclairage d'un bouton de sélection ou d'interaction comprend un anneau lumineux entourant le bouton, et/ou dans lequel l'intensité du rétro-éclairage est réglable, de préférence conjointement avec la luminosité de l'écran ; 25 - il comprend une platine démontable portant au moins un des boutons de sélection et des boutons d'interaction ; - la platine est surmoulée avec une résine transparente, de préférence flexible ; L'invention concerne étalement un engin sous-marin comprenant un propulseur pour un ou plusieurs plongeur(s) et un ou plusieurs dispositif(s) d'interface homme- 30 machine tel que défini ci-dessus. L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels, - la Figure 1 est une vue de face d'un dispositif d'interface homme- 35 machine utilisable sous l'eau par un plongeur ; 3032045 3 - les Figures 2 et 3 sont deux vues d'un écran du dispositif d'interface homme-machine illustrant deux modes d'affichage distincts ; - la Figure 4 est une vue schématique de côté d'un engin sous-marin équipé d'un dispositif d'interface homme-machine. 5 Le dispositif d'interface homme-machine 2 illustré sur la Figure 1 est configuré pour être utilisé sous l'eau par un plongeur pour piloter un engin sous-marin, ainsi que des équipements de l'engin sous-marin. Le dispositif d'interface homme-machine 2 est prévu pour être utilisable facilement sous l'eau avec des gants de plongée, tout en permettant au plongeur d'effectuer de 10 nombreuses interactions. Le dispositif d'interface homme-machine 2 est étanche. Le dispositif d'interface homme-machine 2 est étanche jusqu'à au moins 40 m de profondeur, de préférence au moins 100 m de profondeur. Le dispositif d'interface homme-machine 2 comprend un boîtier 4 étanche, une 15 unité électronique de commande (non représentée) reçue à l'intérieur du boîtier 4, un écran d'affichage 6, et des boutons actionnables par le plongeur. L'écran d'affichage 6 et les boutons sont disposés sur le boîtier 4. Le dispositif d'interface homme-machine 2 est connecté à des équipements fournissant des données au dispositif d'interface homme-machine 2, en vue de leur 20 affichage sur l'écran d'affichage 6, à l'attention du plongeur. L'unité de commande contrôle l'écran d'affichage 6 pour l'affichage des données dans une interface graphique utilisateur (« Graphical User Interface » selon la terminologie anglaise), ci-après interface graphique 8. L'interface graphique 8 possède plusieurs volets contenant des données 25 respectives, par exemple des données relatives à un même équipement de l'engin sous- marin associé au dispositif d'interface homme-machine 2, et pouvant être piloté et/ou contrôler à l'aide du dispositif d'interface homme-machine 2. Des équipements sont par exemple un propulseur, une gouverne, un sonar, une caméra, un dispositif de géolocalisation, un ensemble de capteurs... 30 Chaque volet est une page de l'interface graphique 8 contenant des données. L'interface graphique 8 est fractionnée en plusieurs fenêtres, ici deux fenêtres, chaque fenêtre étant affectée à un groupe de volets respectif, chaque fenêtre permettant d'afficher un des volets du groupe de volets affectés à cette fenêtre. Le dispositif d'interface homme-machine 2 comprend des boutons de sélection 10, 35 12, 14, 16 permettant au plongeur de sélectionner les volets en vue de l'affichage de leur contenu, et un ensemble de boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 affecté sélectivement 3032045 4 à l'un des volets, les boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, commandant des interactions avec des éléments graphiques du volet auquel est affecté l'ensemble de boutons d'interaction 18, 20, 22, 24. Des interactions comprennent par exemple une modification de l'affichage des 5 données dans le volet, l'entrée de données, l'entrée de commandes, le déplacement d'un élément graphique, la sélection d'un élément graphique.... Des éléments graphiques d'un volet sont par exemple une image, un pointeur, un curseur, un champ de saisie, un champ d'affichage de données... Chaque bouton de sélection 10, 12, 14, 16 est associé à un volet respectif. 10 Chaque bouton de sélection 10, 12, 14, 16 permet de commander l'affichage et le masquage du volet associé. Un volet sélectionné est affiché, et un volet non sélectionné est masqué. Une pression sur un bouton de sélection 10, 12, 14, 16 commande l'affichage du volet associé, et une nouvelle pression sur ce bouton de sélection 10, 12, 14, 16 commande le masquage du volet associé, si plus d'un volet est affiché. 15 Les volets affichés à un instant donné correspondent à une combinaison d'actionnement des boutons de sélection 10, 12, 14, 16. Etant donné que le plongeur peut sélectionner un ou plusieurs volets, mais que l'écran d'affichage 6 est de taille fixe, La taille, la disposition et les données affichées de chaque volet sélectionné dépendent des volets sélectionnés et de ceux masquées. 20 Avantageusement dans le mode de réalisation illustré, l'interface graphique 8 permet d'afficher au plus deux volets sur l'écran 6. Elle permet d'afficher sélectivement un seul volet ou deux volets simultanément. Lorsqu'un seul volet est affiché, il s'affiche sur toute la surface de l'écran 6 pour une lecture facile. Lorsque deux volets sont affichés simultanément, les volets se partagent l'écran. 25 Avantageusement, la répartition de la surface de l'écran 6 entre les deux volets est fonction de la paire de volets sélectionnés. En effet, une lecture facile d'un volet (par exemple contenant une image vidéo ou une carte) peut nécessiter de lui consacrer plus de surface qu'un autre volet (par exemple un volet d'affichage de paramètres numériques). 30 L'ensemble de boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 est affecté à un seul volet affiché à la fois. Les boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 permettent d'interagir uniquement avec le volet auquel l'ensemble de boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 est affecté. Les boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 commandent des interactions qui 35 varient selon le volet auquel l'ensemble de boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 est affecté. 3032045 5 Lorsqu'un seul volet est affiché, l'ensemble de boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 est affecté à ce volet et permet une interaction avec des éléments graphique de ce volet via les boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26. Lorsque plusieurs volets sont affichés, l'ensemble de boutons d'interaction 18, 20, 5 22, 24, 26 est affecté à l'un des volets affichés. Le volet auquel l'ensemble de boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 est affecté varie, par exemple en fonction de la configuration d'affichage résultant de la sélection des volets affichés à l'aide des boutons de sélection 10, 12, 14, 16. Lorsque plusieurs volets sont affichés, l'ensemble de boutons d'interaction 18, 20, 10 22, 24, 26 est affecté par exemple au volet sélectionné chronologiquement en premier parmi les volets affichés. Dans une variante, le dispositif d'interface homme-machine 2 comprend un bouton d'affectation permettant, lorsque plusieurs volets sont affichés, de choisir le volet auquel l'ensemble de boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 est affecté. 15 Par ailleurs, il se peut qu'un volet serve uniquement à l'affichage de données et ne permettent pas d'interaction avec des éléments graphiques du volet. Dans ce cas, l'ensemble de boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 est affecté au volet suivant dans l'ordre chronologique de sélection. Si exactement deux volets sont affichés simultanément et que l'un des deux volets 20 affichés ne permet pas d'interaction, l'ensemble de boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 est automatiquement affecté à l'autre volet. Chaque bouton d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 commande une ou plusieurs interaction(s) avec un ou plusieurs élément(s) graphique(s) du volet auquel l'ensemble de boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 est affecté. 25 Chaque bouton d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 commande des interactions variables d'un volet à l'autre. Chaque bouton d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 commande une ou plusieurs interactions avec un ou plusieurs éléments graphiques de manière variable, selon le volet auquel l'ensemble de boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 est affecté. 30 Par exemple, deux boutons peuvent avoir respectivement une fonction de zoom avant et une fonction de zoom arrière dans un volet dans lequel une carte marine est affichée, respectivement une fonction d'accélération et une fonction de décélération dans un volet de commandes d'un dispositif de propulsion sous-marin, et respectivement une fonction de sélection de paramètres affichés et une fonction de défilement d'une pluralité 35 de valeurs prédéfinies d'un paramètre sélectionné dans un volet d'affichage de paramètres. 3032045 6 Par ailleurs, pour augmenter le nombre d'interactions possibles sans augmenter le nombre de boutons d'interaction, avantageusement, un bouton d'interaction est associé à plusieurs fonctions différentes en fonction de la durée d'appui sur le bouton d'interaction. Un bouton d'interaction génère par exemple trois types d'interaction selon la durée 5 d'appui : un appui court génère une première interaction, un appui long génère une deuxième action différente de la première action, et un appui prolongé maintient l'action engendrée par une impulsion courte. Par exemple, pour un bouton d'interaction affecté au déplacement d'un pointeur ou d'un curseur, un appui court provoque un petit déplacement du pointeur ou du curseur, et 10 un appui prolongé prolonge provoque un déplacement continu du pointeur ou du curseur. Comme visible sur la Figure 1, les boutons de sélection 10, 12, 14, 16 sont disposés sur un côté de l'écran 6, ici à droite. Un onglet 28, 30, 32, 34 est associé à chaque volet de l'interface graphique. Chaque onglet 28, 30, 32, 34 est situé en regard du bouton de sélection 10, 12, 14, 16 15 associé à ce volet. Chaque onglet 28, 30, 32, 34 reste visible, que le volet associé soit affiché ou non. L'apparence de l'onglet 28, 30, 32, 34 est différente selon que le volet associé au bouton de sélection 10, 12, 14, 16 sélectionné ou non. L'onglet 28, 30, 32, 34 est par exemple en surbrillance lorsque le volet associé est affiché. 20 Les boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 comprennent quatre boutons d'interaction 18, 20, 22, 24 cardinaux disposés en croix au sommet d'un losange fictif, et un bouton d'interaction 26 central situé au centre des quatre boutons d'interaction 18, 20, 22, 24 cardinaux. Dans un mode de réalisation, comme illustrés sur les Figures 2 et 3, le dispositif 25 d'interface homme-machine 2 est configuré pour l'affichage de quatre volets, à savoir un volet de carte marine 40, un volet de sonar 46, un volet de données de pilotage 44, et un volet de données de capteurs 42. L'interface graphique comprend deux fenêtres superposées, chacune affectée à un groupe de deux volets. La fenêtre supérieure est affectée au volet de carte marine 40 30 et au volet de données de pilotage 44 et permet d'afficher sélectivement l'un ou l'autre. La fenêtre inférieure est affectée au volet de données de capteurs 42 et au volet de sonar 46 et permet d'afficher sélectivement l'un ou l'autre. L'onglet 28, 30, 32, 34 de chaque volet 40, 42, 44, 46 est disposés sur un bord de la fenêtre affectée à ce volet. Les Figures 2 et 3 illustrent deux configurations d'affichage différentes. 35 Dans la configuration d'affichage de la Figure 2, l'interface graphique 8 affiche à la fois le volet de carte marine 40 et le volet de données de capteurs 42. Le volet de carte 3032045 7 marine 40 comprend l'affichage d'une carte marine, et peut en outre comprendre des données de géolocalisation. Le volet de données de capteurs 42 affiche des jauges, par exemple d'un propulseur commandé par le dispositif d'interface homme-machine 2. Dans le mode d'affichage de la Figure 3, l'interface graphique 8 affiche le volet de 5 sonar 46, comprenant une image sonar et le volet de données de pilotage 44, comprenant des données de pilotage. Les interactions commandées par les boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 en fonction du volet auquel est affecté l'ensemble de boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 et de la durée d'appui sont par exemples les suivantes : Bouton Appui court Appui long Appui prolongé Bouton 18 Carte : déplacement impulsionnel du pointeur vers le haut Déplacement continu du pointeur vers le haut Sonar : si édition des paramètres sonar, modification de la valeur sélectionnée Défilement des valeurs Bouton 20 Carte : déplacement impulsionnel du pointeur vers la gauche Déplacement continu du pointeur vers la gauche Sonar : si édition des paramètres sonar, modification de la sélection Sélection des paramètres affichés Bouton 22 Carte : déplacement impulsionnel du pointeur vers le bas Déplacement continu du pointeur vers le bas Sonar : si édition des paramètres sonar, modification de la valeur sélectionnée Défilement des valeurs Bouton 24 Carte : déplacement impulsionnel du pointeur vers la droite Déplacement continu du pointeur vers la droite Sonar : si édition des paramètres sonar, modification de la sélection Sélection des paramètres affichés 3032045 8 Bouton 26 Carte : Ajout d'un point sur la carte au droit du pointeur Bascule de l'orientation de la carte: orientée par rapport à l'engin orientée nord-sud Les cinq boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 permettent ainsi de générer dix- sept interactions différentes, en fonction du volet auquel est affecté l'ensemble de boutons d'interaction et de la durée d'appui sur chaque bouton d'interaction. Le nombre de 5 boutons est divisé par plus de trois par rapport au cas où chaque bouton d'interaction commanderait une interaction prédéterminée invariable d'un volet à l'autre. Les boutons de sélection 10, 12, 14, 16 et les boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 sont ici des boutons pressoirs sensibles à une pression exercée sur le bouton. Les boutons pressoirs sont par exemple des boutons comprenant un capteur piézoélectrique 10 sensible à une pression exercée sur le bouton. Ceci permet d'obtenir des boutons simple à réaliser et sans partie mobile, dont l'étanchéité est plus facile à obtenir. En variante, un bouton de sélection ou un bouton d'interaction est un rotacteur possédant plusieurs positions. Avantageusement, les boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 sont associé à des 15 indicateur lumineux 50 indiquant l'interaction associée à chaque boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 en fonction du volet auquel est affecté l'ensemble de boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26. Tel qu'illustré, chaque indicateur lumineux prend la forme d'un anneau lumineux entourant le bouton d'interaction 18, 20, 22, 24, 26, et dont la couleur change en fonction 20 du volet auquel est affecté l'ensemble de boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26. Ceci facilite l'utilisation dans le noir ou en environnement trouble. Comme visible sur la Figure 1, les boutons de sélection 10, 12, 14, 16 et les boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 sont montés sur des platines 52, 54, 56 amovibles, fixées de manière amovible sur le boîtier 4. Chaque platine 52, 54, 56 reçoit 25 un ou plusieurs boutons. Ici, une platine 52 reçoit les boutons d'interaction 18, 20, 22, 24, 26 et deux autres platines 54, 56 reçoivent chacune deux boutons de sélection. Ceci permet, en maintenance, de remplacer rapidement un bouton ou un groupe de boutons défectueux, sans devoir démonter les boutons individuellement, avec des étanchéités plus délicates à gérer. 30 Chaque platine 52, 54, 56 est avantageusement surmoulée d'une couche de résine transparente flexible. Ceci permet d'assurer une étanchéité statique, de transmettre l'effort de pression sur un capteur piézoélectrique d'un bouton porté par la platine, et de diffuser le rétroéclairage. 3032045 9 Tel qu'illustré sur la Figure 4, un engin sous-marin 60 comprend un propulseur 62 motorisé pour plongeur(s), une gouverne 64 orientable, un sonar 66 monté sur le propulseur 62, et un dispositif d'interface homme-machine 2, permettant de piloter le propulseur 62, en particulier le moteur et la gouverne 64, et d'afficher les données du 5 sonar 66. Le dispositif d'interface homme-machine 2 possédant des boutons de sélection d'un mode d'affichage et des boutons d'interaction dynamique, permettant d'entrée des données en étant associé à des fonctions différentes selon le mode d'affichage actif, est simple à utiliser pour un plongeur équipé de gants de plongée, et comprend un nombre 10 limité de bouton tout en permettant d'effectuer un nombre élevé d'interactions. Le dispositif d'interface homme-machine 2 est facile à fabriqué, avec une étanchéité adéquate. REVENDICATIONS1.- Dispositif d'interface homme-machine d'un engin sous-marin pour plongeur, le dispositif d'interface homme-machine comprenant un écran (6) d'affichage d'une interface graphique comprenant plusieurs volets contenant des données respectives, des boutons de sélection (10, 12, 14, 16) permettant de sélectionner au moins un parmi les volets pour afficher son contenu, et un ensemble de boutons d'interaction (18, 20, 22, 24, 26) affectés sélectivement à l'un des volets, les boutons d'interaction (18, 20, 22, 24, 26) étant configurés pour commander des interactions avec un ou plusieurs éléments graphiques du volet auquel le jeu de boutons d'interaction (18, 20, 22, 24, 26) est affecté, les boutons d'interaction (18, 20, 22, 24, 26) commandant des interactions variables selon le volet auquel l'ensemble de boutons d'interaction (18, 20, 22, 24, 26) est affecté. 2.- Dispositif selon la revendication 1, dans lequel, dans au moins un des volets, un bouton d'interaction (18, 20, 22, 24, 26) commande plusieurs interactions selon la durée d'appui sur le bouton d'interaction. 3.- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque volet est associé à un bouton de sélection (10, 12, 14, 16) respectif. 4.- Dispositif selon la revendication 3, dans lequel chaque volet est associé à un onglet respectif affiché sur l'écran en regard du bouton de sélection associé, et, en option, le fond et/ou la forme de l'onglet est modifié selon que le volet est sélectionné et affiché ou non. 5.- Dispositif selon la revendication 3 ou 4, dans lequel un appui sur un bouton de sélection associé à un volet provoque l'affichage de ce volet, et un nouvel appui sur le bouton de sélection supprime l'affichage de ce volet. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, permettant d'afficher sélectivement un seul volet sur l'écran ou deux volets simultanément sur l'écran (6). 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un seul volet affiché est associé aux boutons d'interaction (18, 20, 22, 24, 26) à la fois, les boutons d'interaction permettent d'interagir seulement avec ce volet affiché. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel : - un volet contient une carte marine et des points d'intérêt paramétrables à l'aide de boutons d'interaction ; et - un volet contient une image sonar et des paramètres ajustables à l'aide de boutons d'interaction ; 3032045 11 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un volet contient une vidéo prise par une caméra dont les paramètres et/ou l'orientation sont ajustables à l'aide de boutons d'interaction. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel 5 les boutons de sélection et/ou les boutons d'interaction (18, 20, 22, 24, 26) sont chacun associé à détecteur piézoélectrique. 11.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les boutons d'interaction (18, 20, 22, 24, 26) sont rétroéclairés, de préférence avec des couleurs différentes selon l'élément graphique associé et la(les) interaction(s) attribuée(s), 10 selon le volet affiché associé aux boutons d'interaction (18, 20, 22, 24, 26). 12.- Dispositif selon la revendication 11, dans lequel le rétro-éclairage d'un bouton de sélection ou d'interaction (18, 20, 22, 24, 26) comprend un anneau lumineux entourant le bouton, et/ou dans lequel l'intensité du rétro-éclairage est réglable, de préférence conjointement avec la luminosité de l'écran (6). 15 13.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une platine (52, 54, 56) démontable portant au moins un des boutons de sélection et des boutons d'interaction. 14.- Dispositif selon la revendication 13, dans lequel la platine est surmoulée avec une résine transparente, de préférence flexible. 20 15.- Engin sous-marin comprenant un propulseur (62) pour un ou plusieurs plongeur(s) et un ou plusieurs dispositif(s) d'interface homme-machine (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes.