Brevet FR3058232A1 — publié le 20180504

Procédé d'affichage d'informations de pilotage dans un dispositif de visualisation dit « tête haute porté » pour hélicoptère Le domaine de l'invention est celui des interfaces Homme Système ou « IHS » de pilotage pour hélicoptères ou avions opérant en vol à vue, équipés d'un système d'affichage en tête haute portée dit « HMD », acronyme signifiant « Helmet Mounted Display », éventuellement équipé d'une détection de posture de tête. Le pilotage d'un avion peut se faire, même à basse altitude, au moyen d'un affichage tête haute fixe dit « HUD », acronyme de « Head-Up Display » dans la mesure où les déplacements de l'appareil sont toujours effectués dans l'axe et avec des angles d'évolution restreints. Il n'en est pas de même avec les hélicoptères. La grande versatilité des trajectoires des hélicoptères liée à leur grande maniabilité tant en vitesse qu'en attitude impose au pilote en vol à vue de balayer en permanence la scène extérieure dans des angles de vue très importants afin d'assurer la sécurité et la bonne gestion de sa trajectoire. Dans ce cas, l'affichage tête haute portée ou HMD est tout particulièrement adapté pour le pilotage d'un hélicoptère. Les HMDs sont essentiellement présents sur des cockpits militaires. Leur emploi est alors surtout dédié aux fonctions d'acquisition et de visée de cibles. On comprend que la symbologie d'armement comporte des besoins et des contraintes spécifiques différentes de celles du pilotage. Actuellement, le HMD dédié au pilotage est donc un produit encore absent des cockpits d'avions ou d'hélicoptères civils. Pour assurer un pilotage efficace en vol à vue, la préservation du champ de vision extérieure doit rester maximale. Hors la plupart des affichages HMD, et plus particulièrement les affichages de petites dimensions ou de petits champs, saturent souvent la vision centrale par une symbologie trop présente car souvent dérivée des symbologies mises en oeuvre sur les HUDs pour avion qui n'ont pas les mêmes objectifs et les mêmes contraintes. Outre le fait de gêner la vue extérieure, ce type de symbologie présente, pour l'hélicoptère en vol à vue, un risque de focalisation d'attention au détriment de sa sécurité extérieure. 3058232 2 Le procédé d'affichage d'informations de pilotage dans un dispositif de visualisation dit « tête haute porté » pour hélicoptère selon l'invention ne présente pas ces inconvénients. La représentation symbolique 5 comporte les paramètres essentiels pour le pilotage d'un hélicoptère en vol à vue et intègre les contraintes et les exigences propres aux trajectoires des hélicoptères et à l'utilisation d'un affichage tête haute portée de petit champ. On entend par « petit champ » un champ de visualisation dont les dimensions angulaires sont inférieures ou proches d'une vingtaine de 10 degrés. Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé d'affichage d'informations de pilotage dans un dispositif de visualisation pour aéronef, ledit dispositif de visualisation destiné à être porté par un utilisateur, lesdites informations étant collimatées par ledit dispositif de visualisation dans un champ visuel, caractérisé en ce que les informations non conformes, c'est-à15 dire non représentatives d'un objet référencé dans le cockpit de l'aéronef ou référencé dans un repère terrestre, sont affichées soit sur la circonférence d'un cercle de rayon angulaire prédéterminé, soit à l'extérieur de ce cercle. Avantageusement, au moins une information non conforme est représentée sur une échelle en forme d'arc de cercle disposée sur ladite 20 circonférence. Avantageusement, les informations non conformes représentent au moins les paramètres moteurs, les paramètres de radio-altitude, l'indication de vitesse verticale, l'indication de roulis et l'indication de dérapage. 25 Avantageusement, les informations conformes sont affichées sur la totalité du champ visuel disponible. Avantageusement, les informations conformes sont, au moins, une ligne d'horizon, un symbole représentatif du vecteur vitesse, une piste d'atterrissage synthétique ou un paysage représenté en vue synthétique 30 tridimensionnelle. Avantageusement, les informations conformes sont représentées d'une couleur différente de celle des informations non conformes. Avantageusement, lorsque le dispositif de visualisation comporte un système de détection de posture, les informations non conformes sont 35 compensées du roulis propre du dispositif de visualisation. 3058232 3 Avantageusement, le rayon angulaire du cercle vaut environ 10 degrés. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages 5 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 représente le champ de visualisation dans un dispositif de visualisation ; La figure 2 représente un exemple de symbologie selon 10 l'invention ; La figure 3 représente cette même symbologie en superposition sur une représentation conforme du paysage extérieur. Le procédé selon l'invention est implanté dans un dispositif de 15 visualisation porté pour hélicoptère. Ces dispositifs sont connus de l'homme du métier. Ils comportent un afficheur de petites dimensions et une optique de collimation et de superposition. Pour être mis en place, le procédé nécessite des modifications du logiciel de génération graphique de la symbologie affichée. Ces modifications sont à la portée de l'homme du 20 métier. Elles n'ont pas de conséquences importantes ni sur les besoins en mémoire, ni sur les temps de calcul, la symbologie étant affichée en temps réel. On définit généralement les différents champs visuels de l'être 25 humain selon les angles suivants : - champ de précision ou zone fovéale. Il est de +/- 3° autour de l'axe de la vision centrale, soit dans un cône de 6° d'ouverture ; - champ de lecture ou petit champ. Il est compris entre +/-3° et +/- 10° de l'axe de la vision centrale, soit dans un cône de 20° d'ouverture 30 évidé du cône de 6° d'ouverture. C'est le champ minimum pour un afficheur tête haute de type HUD ou HMD ; - champ de reconnaissance ou grand champ. Il est compris entre +/-10° et +/-20° de l'axe de la vision centrale, soit dans un cône de 40° d'ouverture évidé du cône de 20° d'ouverture ; 3058232 4 - champ périphérique «accessible » ou très grand champ couvrant les mouvements naturels de la pupille de +/-10°. Ce champ est compris entre +/- 20° et +/-30° de l'axe de la vision centrale, soit dans un cône de 60° d'ouverture évidé du cône de 40° d'ouverture ; 5 - champ périphérique «complémentaire» ou champs visuel naturel. Il est situé au-delà de +/- 30 ° soit au-delà des 60° d'ouverture précédents. Par conséquent, lorsqu'un utilisateur porte un dispositif de visualisation générant des symboles collimatés dans son champ visuel, si 10 l'on souhaite que le pilote conserve une bonne vision de l'extérieur, il est important de lui imposer un minimum de symboles dans son champ de lecture de façon à ne pas le perturber. Plus précisément, les informations non conformes, c'est-à-dire non représentatives d'un objet référencé dans le référentiel du cockpit de l'aéronef ou référencé dans un repère terrestre, 15 sont affichées soit sur la circonférence d'un cercle de rayon angulaire prédéterminé, soit à l'extérieur de ce cercle. La figure 1 illustre ce principe. Elle représente le champ visuel d'un HMD vu de l'oeil Y d'un observateur. A titre d'exemple non limitatif, sur 20 la figure 1, ce champ visuel a une forme carrée. Les côtés du carré sont vus sous un angle 0 supérieur ou égal à 20 degrés. La zone dans laquelle il est possible de disposer de la symbologie non conforme est située soit sur la circonférence d'un cercle de rayon angulaire a, soit à l'extérieur de ce cercle représenté en pointillés sur la figure 1. Dans le cas présent, ce rayon 25 angulaire a vaut 10 degrés. A titre d'exemples non limitatifs, les informations non conformes représentent les paramètres moteurs, les paramètres de radio-altitude, l'indication de vitesse verticale, l'indication de roulis et l'indication de dérapage... 30 A contrario, les informations conformes représentent des objets situés dans le reférentiel du cockpit ou dans le référentiel terrestre. A titre d'exemples non limitatifs, ces informations conforment sont une ligne d'horizon, un symbole représentatif du vecteur vitesse de l'appareil, une piste d'atterrissage synthétique ou un paysage représenté en vue synthétique tridimensionnelle. Ce paysage peut être réduit à des lignes de crête pour ne 3058232 5 pas surcharger la vision extérieure. Par nature, la position et le déplacement des informations conformes ne peuvent être limités à une portion du champ visuel. Par conséquent, les informations conformes peuvent occuper, sans restriction, la totalité du champ visuel du HMD. Il est intéressant, lorsque cela 5 est possible, c'est-à-dire lorsque l'afficheur du HMD est un afficheur couleur, pour distinguer les informations conformes des informations non conformes de les représenter d'une couleur différente. Par exemple, les informations conformes sont représentées en vert. Les informations non conformes sont représentées en blanc ou, pour des informations non conformes 10 particulièrement importantes ou représentatives d'alertes ou de danger en ambre ou en rouge. La figure 2 illustre un exemple de ce type de représentations d'informations selon l'invention. Les informations sont représentées dans le 15 champ visuel de l'observateur. Dans cet exemple, les informations non conformes sont représentées en traits pleins noirs et les informations conformes en traits noirs pointillés. Dans cet exemple, les informations non conformes comportent quatre informations 10, 11, 12 et 13 représentées sur des échelles en forme 20 d'arc de cercle. Elles sont disposées sur la circonférence C d'un cercle dont le rayon angulaire vaut environ 10 degrés. Elles ne se chevauchent pas. Chaque échelle s'étend entre une valeur minimale et une valeur maximale. La valeur du paramètre est représentée par un marqueur qui peut être un trait 16 et 18, une pointe triangulaire 15 et 17, une zone colorée de 25 l'échelle,... Les informations non conformes comportent également des informations numériques 20, 21, 22 situées en périphérie du champ visuel. A titre d'exemple, on peut indiquer ainsi des informations de pilotage comme la vitesse 20 en haut à gauche de la figure 2 ou l'altitude 22 en haut à droite de 30 la figure 2. On peut également indiquer des informations de navigation 21 comme le temps de ralliement à un point d'arrivée ou la réserve de carburant. Sur la figure 2, le point de ralliement est symbolisé par le symbole « H » symbolisant un héliport suivi d'une indication de temps en minutes de vol et la réserve de carburant est symbolisé par le dessin d'un jerrican suivi 35 également d'une indication de réserve exprimée en minutes de vol. 3058232 6 Lorsque le dispositif de visualisation comporte un système de détection de posture, les informations non conformes sont compensées du roulis propre du dispositif de visualisation de façon à les afficher constamment avec la même superposition sur le paysage. On améliore ainsi 5 la position de l'axe vertical de l'aéronef. Sur la figure 2, figurent également un certain nombre d'informations conformes. Il s'agit du vecteur vitesse 30 représenté traditionnellement par une maquette avion stylisée et de la ligne d'horizon 31. Cette ligne est coupée en son centre pour dégager au mieux le champ 10 visuel. La figure 3 représente les informations précédentes en superposition sur un paysage extérieur. Les informations sont représentées dans le champ visuel de l'observateur. Comme précédemment, les 15 informations non conformes sont représentées en traits pleins noirs et les informations conformes en traits noirs pointillés. Le paysage est représenté en surfaces pointillés. REVENDICATIONS1. Procédé d'affichage d'informations de pilotage dans un dispositif de visualisation pour aéronef, ledit dispositif de visualisation destiné à être porté par un utilisateur, lesdites informations étant collimatées par ledit dispositif de visualisation dans un champ visuel, caractérisé en ce que les informations non conformes (10, 11, 12, 13, 20, 21, 22), c'est-à-dire non représentatives d'un objet référencé dans le cockpit de l'aéronef ou référencé dans un repère terrestre, sont affichées soit sur la circonférence (C) d'un cercle de rayon angulaire prédéterminé, soit à l'extérieur de ce cercle. 2. Procédé d'affichage d'informations selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une information non conforme (10, 11, 12, 13) est représentée sur une échelle en forme d'arc de cercle disposée sur ladite circonférence. 3. Procédé d'affichage d'informations selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les informations non conformes représentent au moins les paramètres moteur, les paramètres de radio-altitude, l'indication de vitesse verticale, l'indication de roulis et l'indication de dérapage. 4. Procédé d'affichage d'informations selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les informations conformes (30, 31) sont affichées sur la totalité du champ visuel disponible. 5. Procédé d'affichage d'informations selon la revendication 4, caractérisé en ce que les informations conformes sont, au moins, une ligne d'horizon (31), un symbole (30) représentatif du vecteur vitesse, une piste d'atterrissage synthétique ou un paysage représenté en vue synthétique tridimensionnelle. 6. Procédé d'affichage d'informations selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les informations conformes sont 3058232 8 représentées d'une couleur différente de celle des informations non conformes. 7. Procédé d'affichage d'informations selon l'une des 5 revendications précédentes, caractérisé en ce que, lorsque le dispositif de visualisation comporte un système de détection de posture, les informations non conformes sont compensées du roulis propre du dispositif de visualisation. 10 8. Procédé d'affichage d'informations selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rayon angulaire du cercle vaut environ 10 degrés.