Brevet FR3061150A1 — publié le 20180629

Système de désignation interactif pour véhicule, notamment pour aéronef, comportant un serveur de données Le domaine de l'invention est celui des systèmes avioniques et plus spécifiquement celui des interfaces multimodales au sein des cockpits d'aéronefs. On entend par interface multimodale une interface homme-machine mettant en oeuvre différents types d'interaction avec le système avionique. Lorsqu'un pilote observe le paysage extérieur, il distingue ce que l'on appelle des « points d'intérêt », c'est-à-dire des éléments de position connue ou géolocalisée. Ce sont, par exemple, des villes, des aéroports, des sommets montagneux connus ou d'autres aéronefs. Actuellement, il n'est pas évident d'obtenir efficacement plus d'informations sur ces points d'intérêts et d'en faire part au reste de l'équipage. Pour obtenir des informations sur des données géo-localisables en « tête haute », le pilote utilise un moyen d'affichage fixe dit « tête haute)> du type « HUD », acronyme de « Head Up Display » ou un système de visualisation mobile fixé sur sa tête. Les informations affichées peuvent être superposées au paysage extérieur en conformité avec celui-ci ou non. Ces informations apparaissent de façon passive en accord avec le contexte courant du vol. Si le pilote souhaite avoir plus d'informations sur une donnée particulière, il doit les récupérer par d'autres systèmes de présentation d'informations tels que les écrans d'affichage dits « tête basse » de la planche de bord. Pour indiquer à son coéquipier la zone ou la donnée observée, il doit faire une description de celle-ci suffisamment précise pour permettre à son coéquipier de repérer cette zone. Ce cas de figure s'applique aussi à toutes informations géo-localisées affichées sur les écrans de visualisation « tête basse ». Ces différentes solutions ont les inconvénients suivants : - Quantité et type d'informations limités aux spécifications 30 établies du système avionique ; 3061150 2 - Absence de représentation visuelle d'informations sur des objets géolocalisés particuliers ; - Difficultés pour partager de l'information entre membres d'un même équipage. 5 Le système de management du pilotage et de navigation d'un véhicule selon l'invention ne présente pas ces inconvénients. L'objectif du système selon l'invention est d'assurer une meilleure prise de conscience des pilotes d'une situation donnée et de favoriser le partage des 10 informations, notamment lorsque ceux-ci observent des objets en tête haute ou en tête basse situés à l'extérieur ou à l'intérieur du cockpit. Le système selon l'invention permet de : - Connaître à tout instant la zone observée par le pilote que ce soit en tête haute et en tête basse ; 15 - Montrer cette zone au besoin au reste de l'équipage ou à toute personne concernée par l'intermédiaire de différents moyens de représentation graphiques, sonores ou haptiques de façon à favoriser le partage de l'information ; - Offrir au pilote la possibilité de questionner le système sur cette 20 zone ou sur cet objet observé et d'obtenir des informations sans utiliser obligatoirement les moyens d'affichage graphiques ; - Partager et intégrer cette information dans l'ensemble du système de management, notamment pour assurer le pilotage ou la navigation du véhicule. 25 Le système selon l'invention peut s'appliquer à tous types de véhicules mais il est plus spécifiquement dédié aux applications aéronautiques pour lesquelles l'identification des objets géolocalisés peut être très importante. Plus précisément, l'invention a pour premier objet un système de management du pilotage et de navigation d'un véhicule, ledit système comportant un système de désignation interactif comprenant au moins un dispositif de désignation visuelle d'un objet géolocalisé, une base de données géoréférencées et des moyens d'interface homme-machine, ladite base de données géoréférencées comportant des informations sur la nature desdites données géoréférencées, 3061150 3 caractérisé en ce que le système de désignation comporte des moyens d'identification dudit objet géolocalisé dans ladite base de données géoréférencées, des moyens d'intégration dudit objet comme une donnée de pilotage ou de navigation par le système de management, des moyens de 5 signalisation dudit objet géolocalisé au moyen desdits interfaces homme-machine et des moyens de demande et de réception d'informations sur ledit objet géolocalisé au moyen desdits interfaces homme-machine. L'invention a pour second objet un système de management du pilotage et de navigation d'un véhicule, ledit système comportant des 10 moyens d'interface homme-machine disposés sur la planche de bord du véhicule, un système de désignation interactif comprenant au moins un dispositif de désignation visuelle d'un objet graphique appartenant auxdits moyens d'interface homme-machine, une base de données comportant la position desdits objets graphiques sur ladite planche de bord ; 15 caractérisé en ce que le système de désignation comporte des moyens d'identification dudit objet graphique dans ladite base de données, des moyens d'intégration dudit objet graphique comme une donnée de pilotage ou de navigation par le système de management, des moyens de signalisation dudit objet géolocalisé au moyen desdits interfaces homme- 20 machine et des moyens de demande et de réception d'informations sur ledit objet graphique au moyen desdits interfaces homme-machine. Avantageusement, ledit système de management comporte des moyens de pilotage et de navigation du véhicule et le système de désignation interactif comporte des moyens de connexion avec lesdits 25 moyens de pilotage et de navigation, lesdits moyens de connexion étant agencés de façon que ledit objet géolocalisé ou ledit objet graphique soit pris en compte en tant que point de passage ou de destination finale dudit véhicule. Avantageusement, le dispositif de désignation visuelle de l'objet 30 géolocalisé ou de l'objet graphique comporte un dispositif de détection de posture de tête et/ou un dispositif de visualisation porté et/ou un oculomètre. Avantageusement, lorsque l'objet désigné est un objet géolocalisé, le dispositif de désignation visuelle est couplé aux moyens de géolocalisation du véhicule. 3061150 4 Avantageusement, lorsque le véhicule est un aéronef, le dispositif de désignation visuelle est couplé aux moyens de mesure de l'attitude dudit aéronef. Avantageusement, les moyens d'interface homme-machine 5 comportent un ou des dispositifs de visualisation, les moyens de signalisation étant des représentations graphiques dudit objet géolocalisé. Avantageusement, le ou les dispositifs de visualisation sont des écrans de la planche de bord ou des dispositifs de visualisation dits « Tête Haute ». 10 Avantageusement, les moyens d'interface homme-machine comportent un dispositif à reconnaissance vocale ou un dispositif à synthèse vocale ou des moyens de génération d'un son tridimensionnel représentatif de la direction et/ou de la distance de l'objet géolocalisé. 15 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 à la figure 1 annexée qui représente le synoptique général d'un système de management du pilotage et de navigation d'un véhicule selon l'invention. 20 Comme il a été dit, l'invention s'applique à tous types de véhicule et, en particulier, aux aéronefs. Dans ce qui suit, on considère que le véhicule est un aéronef. La transposition à d'autres types de véhicules comme les automobiles est aisée. 25 L'invention peut s'appliquer à des objets géolocalisés situés à l'extérieur du cockpit, mais aussi à des objets graphiques situés sur les différentes interfaces de la planche de bord et en particulier, sur les dispositifs de visualisation tête basse. Le système selon l'invention comporte un système de désignation 30 interactif fonctionnant dans le cadre général du système de management du pilotage et de navigation de l'aéronef. L'ensemble du système de management est représenté en figure 1 dans le cas où l'utilisateur désigne des objets géoréférencés à l'extérieur du cockpit. On peut facilement l'adapter à des objets graphiques situés sur 35 les interfaces homme-machine de la planche de bord. 3061150 Dans le cadre de la figure 1, le système comporte : - Un ensemble 1 de détermination de la position du regard d'un utilisateur U qui se trouve dans un cockpit C. Sur la figure 1, la position du regard est symbolisée par la flèche R qui part de l'oeil de l'utilisateur. 5 L'utilisateur regarde un objet 0, en l'occurrence une montagne stylisée sur la figure I. Il est à noter que les objets ou points d'intérêt peuvent être de différente nature. Il peut s'agir de points remarquables du paysage ou de constructions ou de zones aéroportuaires. Il peut également s'agir d'autres aéronefs en vol. Cet ensemble 1 peut être un dispositif de visualisation 10 comportant des moyens d'acquisition et/ou un oculomètre ou « eye tracker ». Ces dispositifs sont connus de l'homme du métier ; - un dispositif de détection de position 2 de la tête de l'utilisateur U. Il en existe de différents types, basés notamment sur la reconnaissance optique ; comme on le voit sur la figure 1, Ce type de dispositif comporte 15 généralement un premier ensemble solidaire de la tête et un second ensemble fixé dans le cockpit, un des deux ensembles émet un signal optique ou électromagnétique reçu par l'autre ensemble. Les caractéristiques du signal reçu dépendent de la position et de l'orientation de la tête ; - des moyens de géolocalisation 3 de l'aéronef dans l'espace, de 20 type récepteur « GPS », acronyme de « Global Positioning System » ; - des moyens de détermination de l'attitude 4 de l'aéronef. Ce sont, par exemple, une centrale inertielle ou différents capteurs de vitesse et d'accélération ; - un convertisseur 5 qui permet de déterminer, à partir des 25 informations données par les différents dispositifs 1, 2, 3 et 4 de déterminer la position exacte de l'objet 0 dans l'espace. Il suffit, en effet, connaissant la position de l'utilisateur dans un repère terrestre et la direction de son regard de calculer la position de l'objet 0 regardé qui correspond à l'interaction de la direction du regard avec le relief ; 30 - un micro 6 relié à un dispositif de reconnaissance vocale 7 agencé de façon à mettre en forme des questions ou des ordres simples sur l'objet désigné. Sur la figure 1, les questions sont symbolisées par un phylactère entourant un point d'interrogation. Les ordres peuvent être directement transmis au système de pilotage et de navigation 14 pour être 35 pris en compte. Par exemple, l'objet 0 peut être désigné comme la nouvelle 3061150 6 destination ou un point de passage de l'aéronef ou au contraire, un objet à éviter. L'utilisateur peut également demander d'enregistrer des images de cette zone si le système comporte des moyens de capture et d'enregistrement. Ceux-ci ne sont pas représentés sur la figure 1 ; 5 - deux bases de données cartographiques 8 et 9 dont l'origine est le système avionique lui-même ou le « monde ouvert » correspondant aux sources d'informations issues d'autres sources informatiques que le système avionique proprement dit ; - un serveur de données géolocalisées 10 qui, à partir des 10 informations précédentes, va réaliser les fonctions suivantes : o Identification de l'objet regardé par sa position géolocalisée ; o Enregistrement des objets désignés à des fins d'exploitation ultérieures lorsque le système comporte des moyens vidéo de capture d'image et d'enregistrement ; 15 o Recherche des informations correspondant à cet objet. Ces informations sont liées à la nature de l'objet. A titre d'exemple, si l'objet est un aéronef, les informations importantes contenues dans les bases de données sont son identification, sa vitesse, son cap, sa position, son altitude,... ; 20 o Sélection desdites informations en fonction des questions posées par l'utilisateur ; o Mise en forme de ces différentes informations à destination des différentes interfaces homme-machine 11, 12 et 13; - Un calculateur graphique 11 dont la fonction est de mettre 25 sous forme graphique les informations précédentes ; - Un dispositif de visualisation 12 qui affiche les informations concernant l'objet soit sous forme de représentation graphique, soit sous forme textuelle. Sur la figure 1, l'objet 0 apparaît sous forme de l'image lo. A cette image, il est généralement associé un nom. Le dispositif de 30 visualisation peut être un des écrans de la planche de bord. Il peut également s'agir du dispositif de visualisation de casque 1 précédent ou de tout autre dispositif de visualisation installé dans le cockpit ; - Un dispositif de synthèse vocale 13 permettant de donner des informations auditives à l'utilisateur U. Sur la figure 1, les réponses sont 35 symbolisées par un phylactère entourant un « O » suivi d'un point 3061150 7 d'exclamation. Il est également possible que les moyens phoniques comportent des moyens de génération d'un son tridimensionnel représentatif de la direction et/ou de la distance de l'objet géolocalisé. C'est une option particulièrement intéressante pour faire connaître un objet désigné à un autre 5 membre de l'équipage. La désignation de l'objet ne nécessite pas une précision importante des différents dispositifs de désignation. En effet, le pilote observe, par principe, une zone tridimensionnelle relativement large et non un point précis. Cette zone peut donc contenir plusieurs points d'intérêt, ce 10 qui pourrait créer une ambigüité sur l'objet désigné. Mais, cette ambigüité est nécessairement levée lorsque l'utilisateur interroge le système et qu'il précise la nature de l'objet. Ainsi, la désignation de la zone observée rend la commande vocale plus performante dans la mesure où le système sait où chercher et réciproquement, l'utilisation de la commande vocale permet de 15 lever les ambigüités sur l'objet désigné et rend ainsi la désignation plus précise. Le fonctionnement de l'ensemble du système est simple. L'utilisateur désigne un objet avec son regard et pose ou non des questions sur cet objet. L'ensemble du système agit alors de façon interactif en 20 fournissant des informations sur cet objet soit de façon visuelle soit de façon auditive ou en prenant en compte les ordres désignant cet objet. Le fonctionnement serait équivalent avec un objet graphique situé dans le cockpit. La base de données est simplement différente et comporte la position et la localisation des différents objets graphiques sur la planche de 25 bord. Dans ce type de fonctionnement, l'utilisateur regarderait, par exemple, un objet graphique situé sur les dispositifs de visualisation 12 de la figure 1. Il est à noter que la différence entre les objets géolocalisés extérieurs et les objets graphiques intérieurs au cockpit se fait naturellement en fonction de la position ou de la direction du regard. 30 Un point intéressant est que le système selon l'invention est particulièrement bien adapté pour faciliter le dialogue : - avec un autre membre de l'équipage dans la mesure où il est très facile de lui désigner un objet particulier au moyen des interfaces homme-machine précédents, soit de façon visuelle soit de façon sonore ; 35 - avec le contrôle aérien au sol. REVENDICATIONS1. Système de management du pilotage et de navigation d'un 5 véhicule, ledit système comportant un système de désignation interactif comprenant au moins un dispositif de désignation visuelle (1, 2) d'un objet géolocalisé (0), une base de données (8, 9) géoréférencées et des moyens d'interface homme-machine (11, 12, 13), ladite base de données géoréférencées comportant des informations sur la nature desdites données 10 géoréférencées, caractérisé en ce que le système de désignation comporte des moyens d'identification dudit objet géolocalisé dans ladite base de données géoréférencées, des moyens d'intégration dudit objet comme une donnée de pilotage ou de navigation par le système de management, des moyens de 15 signalisation dudit objet géolocalisé au moyen desdits interfaces homme-machine et des moyens de demande et de réception d'informations sur ledit objet géolocalisé au moyen desdits interfaces homme-machine. 2. Système de management du pilotage et de navigation d'un 20 véhicule, ledit système comportant des moyens d'interface homme-machine disposés sur la planche de bord du véhicule (11, 12, 13), un système de désignation interactif comprenant au moins un dispositif de désignation visuelle (1, 2) d'un objet graphique appartenant auxdits moyens d'interface homme-machine, une base de données (8, 9) comportant la position desdits 25 objets graphiques sur ladite planche de bord ; caractérisé en ce que le système de désignation comporte des moyens d'identification dudit objet graphique dans ladite base de données, des moyens d'intégration dudit objet graphique comme une donnée de pilotage ou de navigation par le système de management, des moyens de 30 signalisation dudit objet géolocalisé au moyen desdits interfaces homme-machine et des moyens de demande et de réception d'informations sur ledit objet graphique au moyen desdits interfaces homme-machine. 3. Système de management du pilotage et de navigation d'un 35 véhicule selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit 306 1 1 50 9 système de management comporte des moyens de pilotage et de navigation du véhicule et en ce que le système de désignation interactif comporte des moyens de connexion avec lesdits moyens de pilotage et de navigation (14), lesdits moyens de connexion étant agencés de façon que ledit objet géolocalisé ou ledit objet graphique soit pris en compte en tant que point de passage ou de destination finale dudit véhicule. 4. Système de management du pilotage et de navigation d'un véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 10 le dispositif de désignation visuelle de l'objet géolocalisé ou de l'objet graphique comporte un dispositif de détection de posture de tête et/ou un dispositif de visualisation porté et/ou un oculomètre. 5. Système de management du pilotage et de navigation d'un 15 véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que, lorsque l'objet désigné est un objet géolocalisé, le dispositif de désignation visuelle est couplé aux moyens de géolocalisation (3) du véhicule. 6. Système de management du pilotage et de navigation d'un 20 véhicule selon la revendication 5, caractérisé en ce que, lorsque le véhicule est un aéronef, le dispositif de désignation visuelle est couplé aux moyens de mesure de l'attitude (4) dudit aéronef. 7. Système de management du pilotage et de navigation d'un 25 véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'interface homme-machine comportent un ou des dispositifs de visualisation (12), les moyens de signalisation étant des représentations graphiques dudit objet géolocalisé ou dudit objet graphique. 30 8. Système de management du pilotage et de navigation d'un véhicule selon la revendication 7, caractérisé en ce que le ou les dispositifs de visualisation sont des écrans de la planche de bord ou des dispositifs de visualisation dits « Tête Haute ». 35 9. Système de management du pilotage et de navigation d'un véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 3061150 les moyens d'interface homme-machine comportent un dispositif à reconnaissance vocale (6, 7). 10. Système de management du pilotage et de navigation d'un 5 véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'interface homme-machine comportent un dispositif à synthèse vocale (13). 11. Système de management du pilotage et de navigation d'un 10 véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'interface homme-machine comportent des moyens de génération d'un son tridimensionnel représentatif de la direction et/ou de la distance de l'objet géolocalisé.