Brevet FR3055459A1 — publié le 20180302

Procédé de gestion de l'affichage d'une ligne d'horizon et des symboles associés dans un dispositif de visualisation pour aéronef Le domaine de l'invention est celui des systèmes avioniques pour aéronef dont l'interface homme-système ou « IHS » comporte un système d'affichage du paysage extérieur. Ce système est, par exemple, un système dit « SVS », acronyme signifiant « Synthetic Vision System ». Les aéronefs modernes possèdent généralement un système de vision synthétique dit « SVS ». Ce système permet de présenter à l'équipage une image synthétique du paysage extérieur comportant des informations sur le pilotage ou la navigation. Un système SVS comporte une base de données cartographique représentative du terrain survolé, un système de géolocalisation, des moyens de calcul électroniques et un ou plusieurs dispositifs de visualisation implantés dans le cockpit de l'aéronef. Le système de géolocalisation est du type « GPS », acronyme de « Global Positioning System ». Il peut être couplé avec le système inertiel de l'appareil. L'ensemble du système de géolocalisation fournit au moins les paramètres suivants : position de l'aéronef en latitude, longitude et altitude et orientation de l'aéronef en tangage, roulis et cap. Généralement, l'image est affichée sur les écrans de visualisation 20 qui se trouvent en face avant de la planche de bord de l'aéronef ou sur les dispositifs de visualisation dits « Tête Haute ». L'image SVS est une vue tridimensionnelle de l'extérieur représentée de la façon la plus réaliste possible. Le point de vue affiché est généralement dans l'axe de l'appareil. L'affichage comporte également les informations de pilotage et de 25 navigation. Celles-ci sont rassemblées dans une représentation dite « PFD », acronyme signifiant « Primary Flight Display ». La figure 1 représente, de façon simplifiée, un affichage sur un écran de visualisation d'une planche de bord. La partie gauche de cette figure 1 représente une vue 20 de dessus du terrain survolé et la partie droite représente une vue synthétique du paysage 30 extérieur 10 représentée sous forme de surfaces pointillées et une symbologie PFD. 3055459 2 Cette représentation PFD comporte une ligne 1 représentant la référence d'assiette nulle, encore appelé « ZPRL », acronyme anglo-saxon signifiant « Zero Pitch Reference Line ». Par abus de langage, la « ZPRL » est souvent appelé « Ligne d'horizon ». La ZPRL matérialise le plan passant 5 par l'aéronef perpendiculaire à la droite passant par le centre de la terre et l'aéronef. Vu de l'aéronef, ce plan est donc toujours vu par la tranche et donc représenté par une ligne. La réglementation aéronautique actuelle impose la présentation de cette ligne sur un PFD. Cette ligne permet à l'équipage de connaître de manière intuitive le tangage et le roulis de l'aéronef. D'autres 10 éléments sont également présents sur le PFD pour renforcer ces informations comme les échelles 2 de tangage et de roulis. Cette ligne sert également de support à des informations de cap. Ces informations peuvent être des graduations espacées d'une valeur constante telle que 10 degrés. Elles peuvent être des symboles représentants des caps particuliers, par 15 exemple le cap sélectionné par le pilote automatique ou le cap indiquant la route vraie suivie par l'aéronef. Comme on le voit sur la figure 1, la représentation PFD comporte également à gauche une échelle de vitesse 3, à droite une échelle d'altitude 4, en bas un second ensemble 5 de symboles représentant un indicateur de 20 situation horizontale et en haut un annonciateur 6 de mode de vol. Tant que les représentations PFD ne comportaient pas de représentation SVS, le tracé de la ZPRL était limité à la zone appelée « ADI », acronyme signifiant « Attitude Data Indicator ». Elle était donc 25 restreinte au centre et à l'intérieur des échelles usuelles du « T basique » de l'ADI. Il en va tout autrement lorsque la ZPRL est affichée en superposition sur une représentation SVS. Elle est, en effet, affichée sur la totalité de l'écran et d'une manière conforme à la représentation SVS pour 30 permettre notamment de distinguer facilement, sur l'ensemble de l'image SVS, le terrain situé au-dessus de l'altitude actuelle de l'aéronef de celui situé en dessous. Cette représentation plein écran de la ZPRL entraîne la superposition de la ZPRL et de ses éléments associés sur les échelles et les 35 autres informations affichées sur le PFD. 3055459 3 En effet, lorsqu'une représentation SVS est affichée sous la symbologie du PFD, la ZPRL se déplace de manière similaire à la ligne d'horizon du SVS mais les deux lignes ne sont pas superposées. D'une part, le terrain présenté dans le SVS peut comporter des reliefs et la ligne 5 d'horizon du SVS n'est donc pas nécessairement droite, surtout à basses altitudes. Par ailleurs, le SVS représente le terrain jusqu'à une distance déterminée et finie prenant en compte la rotondité de la terre. Plus l'aéronef prend de l'altitude, plus la ligne d'horizon de la représentation SVS s'éloigne vers le bas de la ZPRL tout en lui restant parallèle. 10 La ZPRL devant être conforme à la représentation SVS, cela conduit également à dilater l'échelle de tangage et donc l'amplitude en tangage de la ZPRL. Par ailleurs, l'intérêt de la représentation SVS étant de donner à l'équipage une information du terrain devant l'aéronef dans le plus grand champ possible, cela conduit à élargir la représentation SVS sur la 15 totalité de l'écran. L'introduction d'écrans larges dans les dernières générations de planches de bord d'aéronef accentue encore ce phénomène. Ce lien fort entre la représentation SVS et la ZPRL impose une extension de la zone de tracé de la ZPRL à la totalité de la surface de l'écran d'affichage affichant la représentation SVS. Cela permet notamment de repérer immédiatement sur l'ensemble du champ de la représentation SVS la partie du terrain située au-dessus de l'aéronef et représentant de ce fait un danger potentiel. Par conséquent, l'extension de la zone de tracé de la ZPRL a 25 l'inconvénient de produire potentiellement une superposition de la ZPRL avec d'autres symboles du PFD, dégradant ainsi la lisibilité d'informations critiques présentes sur le PFD. Une façon de résoudre de problème de superposition consiste à ne plus afficher la ZPRL sous les échelles semi-transparentes de vitesse et 30 d'altitude de l'ADI. Cette solution a plusieurs défauts. On perd l'information utile sous les échelles de l'ADI, on dégrade la perception naturelle des différentes couches d'informations en masquant un élément sous un autre qui est sensé être transparent, on diminue la lisibilité des éléments attachés à la ZPRL lorsqu'ils se superposent à d'autres informations du PFD. 35 3055459 4 Le procédé de gestion de l'affichage d'une ligne d'horizon et des symboles associés selon l'invention ne présente pas les inconvénients précédents. Il repose sur le principe que l'affichage de certains symboles ne peut se faire que dans des zones réservées de façon à ne pouvoir interférer 5 avec d'autres symboles affichés en dehors desdites zones. Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé de gestion de l'affichage d'une ligne d'horizon et des symboles associés dans un système de visualisation pour aéronef, ledit système de visualisation comportant un calculateur graphique et un dispositif de visualisation, 10 ledit calculateur graphique assurant la gestion graphique des informations de pilotage et de navigation et d'une représentation du paysage extérieur vu par l'aéronef, lesdites informations de pilotage et de navigation étant représentées par une symbologie, ladite symbologie comportant au moins : 15 - une ligne d'horizon représentant la référence d'assiette nulle de l'aéronef et un premier ensemble de symboles associés à ladite ligne d'horizon, - un second ensemble de symboles associés à ladite ligne d'horizon, 20 - une première échelle de vitesse, - une seconde échelle d'altitude, - un troisième ensemble de symboles comprenant au moins un indicateur de cap et, - un annonciateur de mode de vol, la représentation graphique de la symbologie et la représentation synthétique tridimensionnelle du paysage extérieur étant affichées sur le dispositif de visualisation dudit aéronef, caractérisé en ce que, la représentation du paysage extérieur vu par l'aéronef occupant une première zone rectangulaire sur l'écran du dispositif de visualisation, la ligne d'horizon et le premier ensemble de symboles associés sont tracés à l'intérieur de cette première zone, le second ensemble de symboles est affiché dans une seconde zone comprise à l'intérieur de la première zone, la première échelle de vitesse, la seconde échelle d'altitude, le troisième ensemble de symboles et l'annonciateur de mode de vol étant affichés dans la première zone à l'extérieur de la seconde 3055459 zone, le centre de la ligne d'horizon correspondant au point d'intersection de la ligne d'horizon avec l'axe de symétrie vertical de l'échelle de tangage à roulis nul de l'aéronef se déplaçant à l'intérieur d'une troisième zone incluse dans la première zone. 5 Avantageusement, lorsque le centre de la ligne d'horizon touche une paroi de la troisième zone, la ligne d'horizon est bloquée en tangage, reste libre en roulis et sa représentation graphique est modifiée. Avantageusement, la modification graphique de la ligne d'horizon consiste à la représenter en traits pointillés. 10 Avantageusement, la seconde zone est de forme rectangulaire. Avantageusement, les dimensions de la seconde zone évoluent en fonction des dimensions et des positions des échelles disposés à l'intérieur de la première zone et à l'extérieur de ladite seconde zone. Avantageusement, la troisième zone comporte deux bords 15 latéraux droits, parallèles entre eux, leurs extrémités supérieures étant reliées entre elles par une ligne supérieure et leurs extrémités inférieures étant reliées entre elles par une ligne inférieure formant une zone convexe. Avantageusement, la largeur de la troisième zone est comprise entre 40% et 80% de la largeur de la première zone et en ce que la hauteur 20 de la troisième zone est comprise entre 40% et 80% de la hauteur de la première zone. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non 25 limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles : La figure 1 représente un affichage sur un écran de visualisation d'une planche de bord, la partie gauche représente une vue de dessus du terrain survolé et la partie droite représente une vue synthétique du paysage extérieur représentée en pointillés et une symbologie PFD ; 30 La figure 2 représente la première zone de la représentation synthétique selon l'invention ; La figure 3 représente la seconde zone de la représentation synthétique selon l'invention ; La figure 4 représente la troisième zone de la représentation 35 synthétique selon l'invention ; 3055459 6 La figure 5 représente le changement de représentation de la ZPRL lorsque le centre de cette ligne touche les limites de la troisième zone. Le procédé de gestion de l'affichage d'une ligne d'horizon et des 5 symboles associés est mis en oeuvre dans un système de visualisation pour aéronef. Le système de visualisation comporte au moins un calculateur graphique et un dispositif de visualisation. L'image affichée peut être une vue synthétique tridimensionnelle du paysage extérieur issue d'une base de données cartographique ou encore une image issue d'un capteur d'image ou 10 encore une combinaison plus ou moins complexe des deux images précédentes. Dans la suite de la description, à titre d'exemple non limitatif, l'image affichée est une image synthétique ou « SVS ». Ces moyens sont classiques sur tous les aéronefs modernes. La mise en oeuvre du procédé nécessite des adaptations du logiciel graphique 15 d'affichage dans la mesure où il est nécessaire de créer des zones d'affichage spécifiques. Cette création ne pose pas de problèmes techniques particuliers à l'homme du métier et ne ralentit pas l'affichage des informations. 20 Le principe de la solution proposée repose sur la combinaison de deux techniques mises en oeuvre de façon dynamique afin de s'adapter à différentes tailles d'écran, à différentes configurations d'affichage à l'intérieur de chaque écran ou encore à la présence ou non de certaines informations affichées. La première technique consiste à afficher la ZPRL sur la totalité de 25 la surface de la représentation SVS mais de n'afficher ses éléments associés qui sont, par exemple, les graduations de cap, les valeurs numériques associées et d'autres symboles de cap uniquement dans une zone centrale restreinte. La seconde technique consiste à bloquer le centre de la ZPRL lorsque l'aéronef atteint une limite haute ou basse de tangage afin de 30 garantir une présence permanente de la ZPRL à l'écran quelle que soit la valeur de tangage de l'aéronef. Lorsque la ZPRL est bloquée en tangage, elle reste toujours libre en roulis et sa représentation devient différente. On peut, par exemple, la tracer en pointillés pour signifier qu'elle n'est plus conforme à la représentation SVS. 35 3055459 7 Les avantages sont une lisibilité améliorée de la symbologie du PFD ainsi qu'une perception immédiate de la totalité du terrain SVS au-dessus de l'aéronef. 5 Le procédé selon l'invention consiste donc à définir trois zones d'affichage Z1, Z2 et Z3 sur la surface d'un écran de visualisation. La zone Z1 correspond à la surface d'affichage de la représentation synthétique tridimensionnelle du paysage extérieur vu par l'aéronef SVS et dans laquelle la ZPRL est représentée par une ligne et un 10 premier ensemble El d'éléments associés qui sont, par exemple, les graduations de cap. La zone Z2 correspond à la zone des paramètres ADI. Elle est totalement incluse dans la zone Zl. Un ensemble E2 de symboles contenant une autre partie des éléments associés à la ligne d'horizon est affiché dans 15 cette zone Z2. La zone Z3 délimite une partie de la zone Z1 dans laquelle la ZPRL est bloquée en tangage afin d'être toujours affichée quelles que soient les attitudes de l'aéronef. 20 La première zone Z1 est rectangulaire et définit la surface dans laquelle la ZPRL est tracée. Cette zone correspond au rectangle englobant la surface d'affichage de la représentation SVS mais peut être adaptée aux différentes contraintes du système avionique. Cette zone s'adapte au changement de configuration d'affichage de l'écran. Ainsi, par exemple, sur 25 un écran de quinze pouces de diagonales en mode paysage, cette zone peut couvrir soit un demi-écran gauche ou droit lorsque le PFD est affiché avec un autre format, soit les quatre cinquièmes de l'écran gauche ou droit lorsque le PFD est plein écran mais avec une représentation SVS sur les quatre cinquièmes de la largeur. A titre d'exemple, la figure 2 représente en traits 30 gras la zone Z1 de la représentation de la figure 1. Sur cette figure 2, pour des raisons de clarté, seules la représentation SVS 10 et la ligne 1 de la ZPRL sont affichées. La seconde zone rectangulaire Z2 définit la surface à l'intérieur de laquelle les éléments associés à la ZPRL telles que des graduations avec 35 leur valeur numérique et autres symboles de cap sont affichés. Cette zone 3055459 8 est bornée par les différentes échelles de ce que l'on appelle en aéronautique le « T basique », c'est-à-dire l'échelle 3 de vitesse à gauche, l'échelle 4 d'altitude à droite, la représentation 5 dite HSI ou un indicateur de cap en bas et le bandeau 6 FMA en haut. A titre d'exemple, la figure 3 5 représente en traits gras la zone Z2 de la représentation de la figure 1. Sur cette figure 3, par souci de clarté sont représentés la ZPRL 1, les informations ADI 2, la zone de l'échelle 3 de vitesse, la zone de l'échelle 4 d'altitude, la zone de la représentation 5 dite HSI et enfin, le bandeau 6. Cette zone Z2 peut s'adapter en taille à la présence ou non 10 d'échelles supplémentaires, par exemple les échelles de déviation verticale et latérale dont la présence dépend du mode de guidage courant de l'aéronef, ou encore au déplacement d'une échelle, par exemple le déplacement latéral de l'échelle de vitesse ou d'altitude pour augmenter la surface d'affichage et rester en conformité avec le vecteur vitesse par 15 conditions de fort vent de travers. La surface de la zone Z2 est généralement choisie la plus grande possible sans empiéter sur les échelles disposées autour de l'ADI. La troisième zone Z3 convexe, à bords droits et parallèles aux bords de l'écran est incluse dans la première zone Z1 Cette zone Z3 délimite 20 la surface à l'intérieur de laquelle peut se déplacer le centre de la ZPRL, centre défini par le point d'intersection de la ZPRL avec l'axe de symétrie vertical de l'échelle de tangage à roulis nul. A titre d'exemple, la figure 4 représente en traits gras la zone Z3 de la représentation de la figure 1. Le centre de la ZPRL est représenté par une croix cerclée 7. La zone Z3 25 s'adapte en taille à la surface d'affichage du SVS, par exemple lors d'une reconfiguration de l'affichage du PFD passant d'un demi-écran au plein écran. La largeur de la troisième zone est comprise entre 40% et 80% de la largeur de la première zone et la hauteur de la troisième zone est 30 comprise entre 40% et 80% de la hauteur de la première zone. Lorsque le centre de la ZPRL atteint une des limites de la zone Z3, la ZPRL est bloquée en tangage pour que son centre ne sorte pas de la zone Z3 mais reste libre en roulis pour continuer d'afficher le roulis courant. Dans ce dernier cas, la ZPRL est affichée dans une présentation différente, par exemple en 35 pointillés, pour signifier à l'équipage qu'elle n'est plus conforme à la 3055459 9 représentation SVS en tangage. A titre d'exemple, la figure 5 représente ce dernier cas. Le centre 7 de la ZPRL tangente un des bords de la zone Z3, la ZPRL 1 est alors représentée en pointillés. 5 L'application de cette méthode d'affichage de la ZPRL garantit son affichage sur la totalité de la représentation SVS tout en maximisant la lisibilité des informations du PFD en empêchant la superposition des éléments associés à la ZPRL avec les échelles et d'autres informations. Cette méthode garantit également l'affichage de la ZPRL dans une zone où 10 elle reste facilement interprétable en l'empêchant d'être tracée en bordure d'écran. Cette méthode est complémentaire des techniques usuelles d'amélioration de la lisibilité des informations affichées sur un fond de cartographie SVS, à savoir l'affichage sur un cadre noir, l'affichage sur un 15 cadre semi-transparent ou encore l'application d'un algorithme de création de halos, connus sous l'appellation « haloing » sur les caractères affichés. Enfin, la ZPRL peut être tracée au-dessus ou au-dessous d'autres familles d'informations afin de privilégier la lecture de l'une ou des autres. Par exemple, la ZPRL est tracée sous les fonds semi-transparents des 20 échelles de vitesse ou d'altitude pour ne pas en gêner la lecture. REVENDICATIONS1. Procédé de gestion de l'affichage d'une ligne d'horizon et des symboles associés dans un système de visualisation pour aéronef, ledit système de visualisation comportant un calculateur graphique et un dispositif de visualisation, ledit calculateur graphique assurant la gestion graphique des informations de pilotage et de navigation et d'une représentation du paysage extérieur vu par l'aéronef, lesdites informations de pilotage et de navigation étant représentées par une symbologie, ladite symbologie comportant au moins : - une ligne d'horizon (1) représentant l'indicateur d'assiette longitudinal nulle de l'aéronef et un premier ensemble de symboles associés à ladite ligne d'horizon, - un second ensemble (2) de symboles associés à ladite ligne d'horizon, - une première échelle de vitesse (3), - une seconde échelle d'altitude (4), - un troisième ensemble (5) de symboles comportant au moins un indicateur de cap et, - un annonciateur (6) de mode de vol, la représentation graphique de la symbologie et la représentation du paysage extérieur étant affichées sur le dispositif de visualisation dudit aéronef, caractérisé en ce que, la représentation du paysage extérieur vu par l'aéronef occupant une première zone rectangulaire (Z1) sur l'écran du dispositif de visualisation, la ligne d'horizon (1) et le premier ensemble de symboles associés sont tracés à l'intérieur de cette première zone, le second ensemble (2) de symboles est affiché dans une seconde zone (Z2) comprise à l'intérieur de la première zone, la première échelle de vitesse (3), la seconde échelle d'altitude (4), le troisième ensemble de symboles (5) et l'annonciateur de mode de vol (6) étant affichés dans la première zone à l'extérieur de la seconde zone, le centre de la ligne d'horizon (7) 3055459 11 correspondant au point d'intersection de la ligne d'horizon avec l'axe de symétrie vertical de l'échelle de tangage à roulis nul de l'aéronef se déplaçant à l'intérieur d'une troisième zone (Z3) incluse dans la première zone. 5 2. Procédé de gestion d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque le centre de la ligne d'horizon touche une paroi de la troisième zone, la ligne d'horizon est bloquée en tangage, reste libre en roulis et sa représentation graphique est modifiée. 10 3. Procédé de gestion d'affichage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la modification graphique de la ligne d'horizon consiste à la représenter en traits pointillés. 15 4. Procédé de gestion d'affichage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la seconde zone est de forme rectangulaire. 5. Procédé de gestion d'affichage selon la revendication 4, 20 caractérisé en ce que les dimensions de la seconde zone évoluent en fonction des dimensions et des positions des échelles disposés à l'intérieur de la première zone et à l'extérieur de ladite seconde zone. 6. Procédé de gestion d'affichage selon l'une des revendications 25 précédentes, caractérisé en ce que la troisième zone comporte deux bords latéraux droits, parallèles entre eux, leurs extrémités supérieures étant reliées entre elles par une ligne supérieure et leurs extrémités inférieures étant reliées entre elles par une ligne inférieure formant une zone convexe. 30 7. Procédé de gestion d'affichage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la largeur de la troisième zone est comprise entre 40% et 80% de la largeur de la première zone et en ce que la hauteur de la troisième zone est comprise entre 40% et 80% de la hauteur de la première zone.35