Brevet FR3055435A1 — publié le 20180302

Système avionique comportant des moyens de création d'un nuage de données et d'interaction avec ledit nuage de données et procédé associé Le domaine technique de l'invention est celui des systèmes avioniques et plus spécifiquement celui des dispositifs permettant d'interagir avec le système avionique pour saisir les données utilisées pour paramétrer 5 les systèmes et les équipements avioniques. Actuellement, les dispositifs de saisie de données reposent sur différents principes. Le premier d'entre eux consiste à utiliser un bloc-note électronique 10 ou « scratchpad » intégré à un système de type « MCDU », acronyme signifiant « Multi Function Display Unit ». Un clavier physique permet de saisir une donnée affichée dans ce « scratchpad ». Cette donnée est ensuite attribuée à un champ dans une page spécifique du MCDU. Le « scratchpad » ne permet d'entrer les données qu'une par une. 15 Sur les avions plus récents entrés en service au vingt et unième siècle, l'interactivité est voisine de celle qui existe sur les dispositifs informatiques grand public actuels. La norme ARINC 661 spécifie cette interface entre le sous-système de visualisation du cockpit et les autres équipements du système avion. Le principe général de saisie d'une donnée consiste à désigner 20 un champ particulier sur un écran de visualisation avec un curseur graphique puis à spécifier la nouvelle valeur au moyen d'un clavier alphanumérique. Ce principe est antinomique de la notion de scratchpad à la fois dans son principe et dans l'ordre des actions. En effet, dans un MCDU, la donnée est saisie puis attribuée. Dans les systèmes actuels, la donnée est attribuée avant d'être 25 saisie. Il faut également rappeler qu'encore aujourd'hui, les pilotes prennent des notes manuscrites, par exemple lorsqu'ils reçoivent une consigne du contrôle aérien, pour ensuite ressaisir les données dans les champs dédiés ou dans le MCDU ou sur le FCU, acronyme signifiant « flight 30 Control Unit » ou sur les écrans interactifs de la planche de bord. 3055435 2 Toutes ces solutions ont l'inconvénient d'être isolées les unes des autres. Une donnée saisie sur un dispositif ne peut pas être facilement transposable sur un autre système. Le système selon l'invention ne présente pas les inconvénients précédents. Son principe consiste à mettre en place une liste d'objets manipulables, appelée « nuage de données », lesdites données étant virtualisées et sécurisées, allouables directement à des champs éditables ou modifiables par l'opérateur. Il s'agit d'offrir un système de saisie de paramètres par les pilotes faisant abstraction de l'origine de la donnée saisie par l'utilisateur et offrant le même service d'allocation et d'utilisation de ces données dans les différents systèmes de l'avionique. Plus précisément, l'invention a pour objet un système avionique pour aéronef comportant au moins un dispositif de saisies de données brutes émises par un utilisateur, un calculateur graphique, un dispositif de visualisation, des moyens d'interaction par ledit utilisateur avec ledit dispositif de visualisation, des moyens de commande des paramètres du système avionique reliés audit dispositif de visualisation, Caractérisé en ce que le système avionique comporte un système 20 d'analyse des données brutes saisies, ledit système d'analyse étant agencé de façon à assurer les fonctionnalités suivantes pour chaque donnée brute : - Reconnaissance des unités et des champs caractéristiques de la donnée brute et création d'une donnée alphanumérique brute représentative de la donnée brute ; 25 - Décomposition de la donnée alphanumérique brute en valeurs numériques et en paramètres associés référencés ou en informations non référencées ou en informations non exploitables ; - Vérification de la cohérence des informations issues de la décomposition de la donnée alphanumérique brute ; 30 - Transformation de la donnée alphanumérique brute en donnée alphanumérique exploitable ; lesdites données alphanumériques étant affichées dans un « nuage » de données sur le dispositif de visualisation, lesdites données affichées pouvant être sélectionnées, modifiées ou déplacées par les moyens d'interaction de 35 façon à interagir avec les paramètres du système avionique. 3055435 3 Avantageusement, le dispositif de saisies de données est un clavier alphanumérique ou un système de reconnaissance vocale ou un système de transfert de données informatiques. Avantageusement, la reconnaissance des unités et des champs 5 caractéristiques de la donnée brute est réalisée en fonction du contexte aéronautique général et de la situation particulière de l'aéronef à l'instant de saisie de la donnée brute. Avantageusement, la vérification de la cohérence des informations est réalisée en fonction des plages de valeurs des paramètres de l'aéronef et 10 de la situation particulière de l'aéronef à l'instant de saisie de la donnée brute. Avantageusement, le système avionique comporte des moyens de confirmation de la sélection par les moyens d'interaction d'une donnée affichée du nuage de données. 15 Avantageusement, la sélection d'une donnée entraîne l'affichage d'une boîte de dialogue ou d'un menu à choix multiples. Avantageusement, la sélection d'une donnée entraîne l'affichage d'un clavier alphanumérique ou le déclenchement d'un système à reconnaissance vocale. Avantageusement, les données du nuage de données sont accompagnées d'un indicateur représentatif du niveau de fiabilité de la donnée. L'invention concerne également un procédé de création d'un nuage de données et d'interaction avec ledit nuage de données dans un système avionique, ledit système avionique comportant au moins un dispositif de saisies de données brutes émises par un utilisateur, un système d'analyse des données brutes saisies, un calculateur graphique, un dispositif de visualisation, des moyens d'interaction par ledit utilisateur avec ledit dispositif de visualisation, des moyens de commande des paramètres du système avionique reliés audit dispositif de visualisation, Caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes suivantes : - Reconnaissance des unités et des champs caractéristiques de la donnée brute et création d'une donnée alphanumérique brute représentative de la donnée brute ; 3055435 4 - Décomposition de la donnée alphanumérique brute en valeurs numériques et en paramètres associés référencés ou en informations non référencées ou en informations non exploitables ; - Vérification de la cohérence des informations issues de la 5 décomposition de la donnée alphanumérique brute ; - Transformation de la donnée alphanumérique brute en donnée alphanumérique exploitable ; - Affichage desdites données alphanumériques dans un « nuage » de données sur le dispositif de visualisation, 10 - Sélection, modification ou déplacement desdites données affichées par les moyens d'interaction de façon à interagir avec les paramètres du système avionique. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages 15 apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce à la figure 1 annexée représentant le synoptique général du système avionique selon l'invention. Comme on le voit sur la figure 1, le système avionique pour aéronef 20 selon l'invention comporte au moins : - un dispositif 1 de saisies de données brutes émises par un utilisateur U, - un système d'analyse 2 des données brutes saisies, - un calculateur graphique 3, 25 - un dispositif de visualisation 4, - des moyens d'interaction 5 par ledit utilisateur avec ledit dispositif de visualisation, - des moyens de commande 6 des paramètres du système avionique reliés audit dispositif de visualisation. 30 Les fonctions de ces différents dispositifs sont détaillées ci-dessous. Le dispositif 1 de saisies de données brutes peut être de tous types. A titre d'exemples non limitatifs, ce dispositif est : - une note manuscrite ; - un clavier alphanumérique ; 3055435 5 - une surface tactile ; - un dispositif de reconnaissance gestuelle ; - un dispositif de reconnaissance vocale comme symbolisé sur la figure 1 par un microphone ; 5 - un dispositif d'informations audio issues, par exemple, du contrôle aérien ; - un dispositif de surlignage numérique de documents papier ; - un dispositif d'identification d'une donnée saisie dans le système avionique ou proposée par le système avionique ; 10 - un dispositif de réception d'une donnée venant d'un système ou d'un équipement externe à l'avionique. Toutes ces données saisies sont mises sous forme alphanumérique. En règle générale, les données saisies vont pouvoir, par 15 différents critères, être typées. Cela offre l'avantage certain de limiter les champs et les systèmes destinataires qui n'accueillent en général que des données de type définis et de domaine de définition limités. Le système d'analyse 2 desdites données brutes réalisent les 20 fonctions détaillées ci-dessous. La première fonction est la reconnaissance des unités et des champs caractéristiques de la donnée. La seconde fonction est l'analyse de la donnée alphanumérique selon différents critères aéronautiques connus comme : 25 - Connaissance de plages de valeur de chaque unité connues ; Connaissance de la structure réglementaire ou standardisée des messages échangés ; - Existence d'une grammaire connue, selon le nombre de caractères. Cette grammaire correspond, par exemple, aux 30 identifiants d'aéroports, à des points de bases de données, à des clairances aéroportuaires ; - Identification du type de données numériques selon qu'elles sont décimales ou entières ; 3 0 5 5 4 3 5 6 - Connaissance de la situation de l'avion et de sa phase de vol selon qu'il s'agit, par exemple, d'un décollage, d'un vol en croisière ou d'un atterrissage ; - Connaissances contextuelles. 5 La donnée sortie de cette analyse est toujours une donnée alphanumérique découpée en : - segments « de valeurs » et « d'unités ou de champ caractéristiques » typées ; - segments d' « informations » non typées mais potentiellement 10 exploitables ; - segments de « déchets », c'est-à-dire d'informations non exploitables. Les déchets disparaissent à cette étape. La troisième fonction consiste à contrôler chaque segment de chaque donnée dite « valeur » ou dite « information ». 15 Connaissant la liste des systèmes avioniques potentiellement clients de chacune des valeurs typées, il s'agit de s'assurer de la cohérence de chaque valeur avec le contexte courant de l'aéronef. Cette analyse se base sur un certain nombre de critères. Les plus usuels sont les suivants : Connaissance de la structure réglementaire ou standardisée 20 éventuelle des messages échangés et cohérence entre la valeur et cette structure ; - Connaissance des plages de valeurs. En fonction de la valeur de la donnée selon que celle-ci est décimale, entière ou discrète, celle-ci peut être arrondie ou compétée ; 25 - Connaissance des unités utilisées. Il est possible de lever l'ambiguïté éventuelle de l'unité de la valeur en fonction des plages de valeurs possibles. Par exemple, une donnée de Niveau de Vol ou « FL », acronyme de « Flight Level » est une altitude et ne peut pas être allouée à une cible de vitesse, mais 30 éventuellement à une cible d'altitude ou à une contrainte d'altitude. De la même façon, la plage des valeurs de fréquences audio est connue et limitée. Elle est, par exemple, situé entre 118.000 MHz et 136.000 Mhz ou 152.950 Mhz, ce qui permet d'exclure toute valeur de fréquence hors de ces 35 gammes pour l'attribution d'une fréquence ; 3055435 7 - Connaissance de la phase de vol de l'avion qui peut être un décollage, un atterrissage ou un vol en croisière ; - Connaissance du niveau de confiance dans la reconnaissance des caractères ou du signal audio ; 5 La donnée « valeur » est alors transformée en un objet à part entière, auquel sont associées une valeur chiffrée et éventuellement : - un type et une unité, un même type pouvant avoir plusieurs unités, - un taux de confiance et d'intégrité par rapport à la donnée initiale, 10 - une liste de systèmes et de paramètres de ces systèmes qui peuvent littéralement prendre la valeur portée par l'objet. Les « informations » non caractérisées n'en sont pas moins potentiellement intéressantes. Elles sont transformées en objets et peuvent éventuellement être corrigées, ou complétées ou typées par l'utilisateur lui- 15 même, dans le nuage de données. Dans ce cas, « l'information » est transformée en « valeur ». A cette étape une phase de « sécurisation » doit permettre de faire en sorte qu'un objet, valeur ou information, ne puisse en aucun cas altérer la stabilité ou la robustesse d'un système avionique. 20 Une fois ces différentes fonctions réalisées, le système d'analyse transmet les données analysées au calculateur graphique 3. Celui-ci affiche ces données sous forme d'un nuage de données 7 sur un dispositif de visualisation 4 de la planche de bord. Ce nuage a l'avantage de permettre 25 des saisies à la volée de plusieurs données au moment où elles arrivent, pour permettre dans un second temps leur allocation directe, sans une seconde étape de saisie dans les champs dédiés, ce qui représente pour l'opérateur un gain de performance et de mémorisation notable, ainsi qu'une réduction sensible du nombre d'erreurs de saisie. 30 Il existe différentes présentations possibles de ce nuage de données. L'organisation des données dans le nuage peut être faite par date de saisie ou par type d'information ou encore par type de source initiale. La présentation des données peut être faite de différentes façons. Sur la figure 1, à titre d'exemple non limitatif, les données sont présentées dans une 35 colonne de cartouches. 305 543 5 8 L'opérateur U peut manipuler les données présentes dans le nuage de données au moyen de différents dispositifs d'interaction 5. A titre d'exemples non limitatifs, on citera l'utilisation d'un clavier comme représenté 5 sur la figure 1, d'une dalle tactile, d'une surface tactile, d'une commande vocale,... Les données peuvent être sélectionnées, modifiées ou supprimées. Un objet présent dans le nuage de donnée peut ainsi : - Etre sélectionné et automatiquement alloué par des moyens de commande 6 à un paramètre d'un système avionique. 10 L'allocation de la valeur de l'objet à un paramètre se fait en considérant à la fois sa valeur mais également l'unité de l'objet. Une étape de confirmation est alors nécessaire pour garantir la cohérence de l'action. Lorsqu'il est alloué, un objet peut soit disparaitre du nuage soit persister pour une autre utilisation ; 15 - Etre saisi et amené sur une zone « cible » représentant un paramètre modifiable d'un système avionique. Une étape de confirmation peut éventuellement être nécessaire ; - Etre sélectionné et amendé, par une correction, un ajout de données, une sélection d'unités choisies dans une liste 20 déterminée. Il est également possible de corriger une donnée incorrecte ou manifestement inexacte. Cette possibilité est illustrée par les exemples ci-dessous. - Etre supprimé du nuage. 25 A titre de premier exemple d'amendement d'un objet, pendant une phase de décollage, l'utilisateur entre la valeur « 14 » sans autre précision. Cet objet « 14 » apparaît dans le nuage de données. Sur sélection, trois unités possibles sont proposées: Ce sont « degrés angulaires », « noeuds » et « degrés thermiques ». A la première unité, est associée l'orientation du 30 cap ou le cap lui-même, à la seconde unité est associée la vitesse du vent et à la troisième unité sont associées la température extérieure et la température de rosée. L'utilisateur choisit alors l'unité appropriée. A titre de second exemple, en phase de décollage, le pilote saisit la valeur « 140 ». Un nouvel objet portant l'information « 140 » est créé et mis 35 à disposition dans le nuage de données. Sur sélection, quatre unités 3055435 9 possibles sont proposées. Ce sont « Niveau de vol », « degrés angulaires », « noeuds » et « unité de vitesse ascensionnelle ». A la première unité, est associée l'altitude cible ou l'altitude de croisière, à la seconde unité est associée l'orientation du vent ou le cap, à la troisième unité sont associées la 5 vitesse du vent ou la vitesse demandée et à la quatrième unité est associée la vitesse de montée. L'utilisateur choisit alors l'unité appropriée. Par ailleurs, le nuage de données peut avantageusement servir de zone de sélection pour : 10 - lancer une verbalisation pour reconnaissance vocale, - ouvrir un clavier et saisir une donnée via ce clavier, - lancer une phase d'écriture à la volée sur l'écran, suivi d'une reconnaissance d'écriture. 15 Le nuage de données est également compatible de la norme ARINC 661 qui spécifie que la modification d'une donnée de l'avionique débute par la sélection d'un champ approprié. Dans le contexte offert par l'invention, le nuage de données peut être utilisé pour directement désigner une valeur pour ce champ en cours d'édition. 20 Dans le cas de certaines techniques de saisie de texte, il peut être extrêmement intéressant de marquer le texte d'un niveau de confiance quant à la reconnaissance de mots dans le signal initial, que ce soit un geste, une image, un signal audio numérique ou analogique, un parcours gestuel ou 25 visuel. Ce niveau de confiance permet entre autres de caractériser si l'objet est utilisable en l'état, s'il doit être corrigé ou éliminé. Ce niveau de confiance est déterminé selon différents critères, en fonction des principes et algorithmes de reconnaissance. REVENDICATIONS1. Système avionique pour aéronef comportant au moins un dispositif (1) de saisies de données brutes émises par un utilisateur (U), un calculateur graphique (3), un dispositif de visualisation (4), des moyens d'interaction (5) par ledit utilisateur avec ledit dispositif de visualisation, des moyens de commande (6) des paramètres du système avionique reliés audit dispositif de visualisation, Caractérisé en ce que le système avionique comporte un système d'analyse (2) des données brutes saisies, ledit système d'analyse étant agencé de façon à assurer les fonctionnalités suivantes pour chaque donnée 10 brute : - Reconnaissance des unités et des champs caractéristiques de la donnée brute et création d'une donnée alphanumérique brute représentative de la donnée brute ; - Décomposition de la donnée alphanumérique brute en 15 valeurs numériques et en paramètres associés référencés ou en informations non référencées ou en informations non exploitables ; - Vérification de la cohérence des informations issues de la décomposition de la donnée alphanumérique brute ; - Transformation de la donnée alphanumérique brute en 20 donnée alphanumérique exploitable ; lesdites données alphanumériques étant affichées dans un « nuage » de données (7) sur le dispositif de visualisation (4), lesdites données affichées pouvant être sélectionnées, modifiées ou déplacées par les moyens d'interaction (5) de façon à interagir avec les paramètres du système 25 avionique. 2. Système avionique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de saisies de données est un clavier alphanumérique ou un système de reconnaissance vocale ou un système de transfert de données 30 informatiques. 3055435 11 3. Système avionique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la reconnaissance des unités et des champs caractéristiques de la donnée brute est réalisée en fonction du contexte aéronautique général et de la situation particulière de l'aéronef à l'instant de 5 saisie de la donnée brute. 4. Système avionique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vérification de la cohérence des informations est réalisée en fonction des plages de valeurs des paramètres de l'aéronef et de 10 la situation particulière de l'aéronef à l'instant de saisie de la donnée brute. 5. Système avionique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système avionique comporte des moyens de confirmation de la sélection par les moyens d'interaction d'une donnée 15 affichée du nuage de données. 6. Système avionique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sélection d'une donnée entraîne l'affichage d'une boîte de dialogue ou d'un menu à choix multiples. 7. Système avionique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sélection d'une donnée entraîne l'affichage d'un clavier alphanumérique ou le déclenchement d'un système à reconnaissance vocale. 8. Système avionique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les données du nuage de données sont accompagnées d'un indicateur représentatif du niveau de fiabilité de la donnée. 30 9. Procédé de création d'un nuage de données et d'interaction avec ledit nuage de données dans un système avionique, ledit système avionique comportant au moins un dispositif (1) de saisies de données brutes émises par un utilisateur (U), un système d'analyse (2) des données brutes 35 saisies, un calculateur graphique (3), un dispositif de visualisation (4), des moyens d'interaction (5) par ledit utilisateur avec ledit dispositif de 20 25 3055435 12 visualisation, des moyens de commande (6) des paramètres du système avionique reliés audit dispositif de visualisation, Caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes suivantes : - Reconnaissance des unités et des champs caractéristiques 5 de la donnée brute et création d'une donnée alphanumérique brute représentative de la donnée brute ; - Décomposition de la donnée alphanumérique brute en valeurs numériques et en paramètres associés référencés ou en informations non référencées ou en informations non exploitables ; - Vérification de la cohérence des informations issues de la décomposition de la donnée alphanumérique brute ; - Transformation de la donnée alphanumérique brute en donnée alphanumérique exploitable ; - Affichage desdites données alphanumériques dans un 15 « nuage » de données (7) sur le dispositif de visualisation, - Sélection, modification ou déplacement desdites données affichées par les moyens d'interaction de façon à interagir avec les paramètres du système avionique. 20