EP3146519A1 - Dispositif d'affichage et de mise a jour de motifs de trajectoires, notamment de trajectoires sar - Google Patents

Dispositif d'affichage et de mise a jour de motifs de trajectoires, notamment de trajectoires sar

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Publication number
EP3146519A1
EP3146519A1 EP15725555.5A EP15725555A EP3146519A1 EP 3146519 A1 EP3146519 A1 EP 3146519A1 EP 15725555 A EP15725555 A EP 15725555A EP 3146519 A1 EP3146519 A1 EP 3146519A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pattern
points
control point
operator
calculation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15725555.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
David Arneau
Guillaume Dupont
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Thales SA
Original Assignee
Thales SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thales SA filed Critical Thales SA
Publication of EP3146519A1 publication Critical patent/EP3146519A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft
    • G08G5/20—Arrangements for acquiring, generating, sharing or displaying traffic information
    • G08G5/21—Arrangements for acquiring, generating, sharing or displaying traffic information located onboard the aircraft
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C23/00—Combined instruments indicating more than one navigational value, e.g. for aircraft; Combined measuring devices for measuring two or more variables of movement, e.g. distance, speed or acceleration
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft
    • G08G5/30—Flight plan management
    • G08G5/32—Flight plan management for flight plan preparation
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft
    • G08G5/30—Flight plan management
    • G08G5/34—Flight plan management for flight plan modification

Definitions

  • the present invention relates to a device for displaying and updating path patterns, including SAR trajectories.
  • the invention is in the technical field of avionics missions, military or civil. It concerns in particular the carrying out of missions of search and rescue from aircraft, these missions are still called “Search And Rescue” (SAR).
  • SAR Search And Rescue
  • the invention can also be applied from maritime buildings for the same type of mission.
  • SAR pattern a pattern describing a search path in the English literature and that we will call a SAR trajectory pattern, or simply SAR, thereafter.
  • This predefined trajectory aims to optimize the trajectory of the aircraft to cover the entire search area.
  • different trajectory patterns exist.
  • the SAR trajectory patterns are then an integral part of the FMS which supports the tracking by the aircraft of a programmed trajectory.
  • a lack of graphical representation in real time the operator enters all the parameters one by one, then this trajectory is inserted into the management of the flight. If visually this does not correspond to the expectation of the operator, the operator must modify the values one by one. This lack of representativeness implies a loss of time for the operator who must re-enter a trajectory if he considers that it is not optimal with respect to the search area;
  • the parameters to be entered for the calculation are technical parameters, generally mathematical (position, distance, angles, ...) and are not parameters oriented for a mission (for example to save a pilot who is lost after a crash). This implies a loss of time for the operator who must re-enter a trajectory if he considers that it is not optimal compared to the search area;
  • the subject of the invention is a device for displaying trajectory patterns, said patterns being able to be updated by an operator, the position, the orientation and shape of a pattern being defined by a set of technical parameters, said device comprising at least display means and means for calculating and memorizing the positions of the points forming said patterns, each pattern comprising a set of control points, the function of a control point being, by its displacement, to modify at least one technical parameter, a change of trajectory pattern being achieved by an interaction of the operator moving at least one point control.
  • the calculation means comprise at least one pattern data module able to store and calculate the positions of the pattern points that can be selected by the operator to be displayed;
  • the display means comprise at least one screen and a map engine detecting the operator's interactions on the screen and controlling the display of at least one selected pattern with its control points, from the position calculations provided by the pattern data module;
  • the calculation means comprise, for example, a utility module whose function is to provide the pattern data module with trigonometric calculation primitives in spherical geometry for calculating the position of the points of the patterns in a plane coordinate system.
  • Said device comprises, for example, a management module whose function is to interpret the operator interactions detected by the map engine and to request from the pattern data module the modifications of the displayed pattern when an interaction controls the displacement of a control point of said pattern, an update of a pattern displayed on the screen being performed by an interaction of the operator controlling the movement of at least one control point, the map engine providing the management module the new position of said control point, the data module calculating the new positions of the pattern points according to said new position provided by the management module.
  • Said device comprises for example a database of maps containing scanned maps representing a geographical area to be displayed, a displayed pattern being superimposed on a geographical area.
  • the display means comprise for example means for selecting a pattern, said selection being performed by an interaction between the operator and said display means.
  • the calculation of the positions of the points of a pattern is such that the displacement of a first control point produces a translation of the pattern without modification of the other technical parameters of said pattern.
  • the calculation of the positions of the points of the pattern is for example such that the displacement of a control point produces a rotation of the pattern around the first control point and modifies the height of the pattern, without modification of the other technical parameters of said pattern.
  • the calculation of the positions of the points of the pattern is for example such that the displacement of a control point produces a rotation of the pattern around the first control point and modifies the width of the pattern without modifying the other technical parameters of said pattern.
  • Said pattern having branches, the displacement of a control point produces for example a change in the spacing between the branches without modification of the other technical parameters of said pattern.
  • the display means comprise for example an interactive screen, which may be of the tactile type, which may be in the form of a tablet.
  • Said, for example, has the possibility of optimizing the technical parameters of a pattern as a function of external parameters or also of data from sensors.
  • the calculation means are for example implemented in an onboard computer.
  • Said device being adapted to be embedded in an aircraft, it comprises for example connection means to the internal buses and to the sensors of the aircraft, the display means also displaying flight data.
  • Said device comprises, for example, pattern transmission means to a flight management system (FMS).
  • FMS flight management system
  • FIG. 1 a presentation of four motifs describing SAR trajectories generally used in the state of the art
  • FIG. 2 a presentation of a particular trajectory pattern with its technical parameters of definition
  • FIGS. 3a to 3d an illustration of the principle of the invention
  • FIG. 4 an example of a software architecture implementing a device according to the invention
  • FIGS. 5a to 5d a presentation of the control points for the four preceding reasons
  • FIGS. 6a to 6d an illustration of the control points for a particular trajectory pattern.
  • Figure 1 shows four patterns 1, 2, 3, 4 describing SAR trajectories, generally used in the state of the art. These patterns define search patterns to be tracked by the aircraft to perform the search. They are used according to the conditions and the nature of the research. These trajectory patterns each have a number of technical parameters that must be set for each mission, starting with the choice of pattern: an extended square pattern 1, a scale pattern 2, a pie pattern, or a pattern 4 tracking, other reasons being possible.
  • the technical parameters to be regulated include the following:
  • FIG. 2 shows the example of the ladder path pattern 2 where the operator has to define several technical parameters. In particular, he must define the latitude and longitude of the entry point 12 and the exit point 21 of the trajectory 2, as well as the height H, the space E between the "bars" and the total length L of the scale pattern. . All these parameters are entered manually.
  • FIGS. 3a to 3d illustrate the principle of the invention.
  • control points of the trajectories 1, 2, 3, 4 displayed are defined, and the graphic displacement of these control points makes it possible to meet all the parameterization needs of these trajectories, particularly with regard to the position, orientation, spacings, widths and associated lengths.
  • the displacement of a limited number of control points makes it possible to define all the technical parameters of a trajectory.
  • FIGS. 3a to 3d illustrate the case of setting up a ladder trajectory pattern of the type of FIG. 2, but instead of making a parameter setting by manually defining all the technical parameters, it simply acts on a few checkpoints. judiciously chosen.
  • the invention requires at least means for displaying the trajectories and their control points and a module for calculating the technical parameters using the data derived from the graphical representation and the interactions of an operator on the points of view. control.
  • the trajectory pattern can be displayed in real time in superimposition of the mapping of the theater of operation, which improves the graphical representativeness in real time.
  • the scale pattern requires four control points to act on all its technical parameters.
  • a first control point Po makes it possible to move the trajectory pattern 2 without changing its shape, the pattern 2 being moved relative to a map of the theater of operation also displayed.
  • a second control point Ph makes it possible to modify the height and the orientation of the motif.
  • a third control point Pn adjusts the spacing between the bars of the pattern, and therefore their number.
  • a fourth control point Pw makes it possible to modify the length and the orientation of the pattern.
  • control points on a display screen can, for example, be controlled with an interactive screen, for example a touch screen tablet.
  • an interactive screen for example a touch screen tablet.
  • drag and drop it is possible to use a drag-and-drop technique called "drag and drop”.
  • Figures 3b, 3c and 3d represent three successive manipulations on the pattern.
  • control point Po has been moved.
  • the pattern was then moved without undergoing any shape change, in a translational motion.
  • a device may take as input certain parameters of the mission to help the seizure of the pattern and / or propose the best motive suited to the mission. It can also help for updating the pattern during the mission, by playing on its own technical parameters.
  • These input parameters are for example the coordinates of a crash zone to be traveled, a last known position of the carrier, a last known traveling speed of the carrier, or the level of fuel remaining on board, and other possible parameters.
  • a device may comprise connection means to be connected to avionics buses and on-board sensors, and may therefore:
  • the operator's cognitive load is reduced, allowing him to focus on his mission. It does not calculate any change or position of the search path pattern.
  • the pattern parameter calculations are supported by processing means described hereinafter from the interactions produced on the control points by the operator.
  • FIG. 4 illustrates an exemplary software architecture implemented in a device according to the invention, as well as a screen 40 for displaying the patterns.
  • a device according to the invention is in the form of a touch pad, for example of the type EFB (Electronic Flight Bag).
  • the device may also be of PC type or any other system associating a screen 40, tactile or not, coupled to processing means.
  • a device according to the invention provides a graphical display of the pattern and a HMI (Control Unit Human Machine) based on control points.
  • HMI Control Unit Human Machine
  • the calculation of the technical parameters of the flight path pattern is then automatic. This calculation is performed by a dedicated calculation module that uses the data from the graphical representation on ⁇ . This module works according to the state of the art engines cartographic data that retrieves the geographical position of a point, and uses classical calculations of trigonometry in spherical geometry.
  • the software architecture of a device comprises, for example, the following components, this architecture is a conventional MVC ("Model-View-Controler") type architecture:
  • a cartographic engine module 41 responsible for the display of the pattern, the display of the cartographic background and the interactions with the user, for example the management of the "drag and drop" of the control points or the management of mouse clicks ;
  • a database of maps 42 containing at least one or more scanned maps of the search zones; as well as geographic data and aeronautical data.
  • This database is accessed by the graphics engine which displays the data and maps stored in this database.
  • this base 42 may be external to the device, the scanned cards can be downloaded for example;
  • a pattern data module 43 able to store and update all the technical parameters relating to the different patterns handled by the operator. For a scale 2 pattern, it stores at least the latitude and longitude of the entry point of the pattern, the latitude and longitude of the exit point, the width and length of the pattern, the orientation angle of the pattern and its number of branches;
  • a management module 44 whose function is to recover the interactions of a user or an operator, to interpret them and to request from the module 43 the updating of the data relating to the patterns;
  • a utility module 45 whose function is to provide trigonometric calculation primitives in spherical geometry, in order to allow the calculation of the position of all the points of a pattern in a geographical reference, plane, from the knowledge of the technical parameters. pattern (entry and exit points, orientation, shape elements ). These calculation primitives are provided to the pattern data module 43 which integrates the module for calculating the dot positions of the patterns.
  • the operating system is not shown in Figure 4 because it does not interact directly with the components of this figure, within the scope of the invention.
  • all these components are located in the tablet.
  • the screen of the tablet, touch screen type displays the trajectory patterns superimposed on the map background corresponding to the search area.
  • the architecture and components of Figure 4 can also be implemented in an onboard mission calculator.
  • the HMI is done by means of a screen 40 communicating with this computer, this screen being of the tactile type for example.
  • the modification of a pattern can be done via a mouse cursor in the case of using a non-touch media.
  • the operator asks to display on the screen a scale 2 pattern on the map, by clicking on the point on the map where the trajectory is to be displayed.
  • the map engine 41 determines the actual geographic coordinates of the point designated by the operator;
  • the different corresponding interactions are sent by the cartographic engine 41 to the management module 44, these interactions indicating the pattern to be displayed (in scale in this example) and the position of the pattern (latitude, longitude).
  • the management module 44 requests the pattern data module 43 to initialize a pattern with the data acquired by the operator's interactions;
  • the pattern data module 43 updates its data and asks the map engine 41 to display the pattern, by calling primitives utility module 45 and lists of points;
  • the cartographic motor module 41 displays the graph corresponding to the pattern
  • the operator performs a "drag and drop" of the control point Po which is at the origin of the motive, the motive to be translated.
  • the cartographic module 41 interacts with the operator and retrieves the new point Po;
  • the different corresponding interactions are sent by the cartographic engine 41 to the management module 44, specifying the new position Po of the pattern, in latitude and in longitude.
  • the management module 44 then requests the pattern data module 43 to modify the pattern with the new point Po passed as a parameter.
  • the pattern data module 43 calculates the new points forming the pattern. It can use the utility module 45 for trigonometric calculations. It updates the pattern data and requests the map engine module to display the pattern, by calling primitives and a new list of points;
  • the cartographic engine module displays the modified graphic corresponding to the pattern, this pattern being displayed as is until the next interaction on a control point.
  • Figures 5a to 5d illustrate the control points for the four exemplary patterns shown in Figure 1.
  • Several control points are defined according to the type of pattern as previously indicated. For each pattern, all of its control points allow you to make any possible changes to its technical parameters, changes being made by moving control points.
  • Each control point can be manipulated by the operator, for example by a "Drag and Drop" operation on the touch screen of the device.
  • Figure 5a shows the control points for the scale 2 pattern, which has four control points:
  • Ph its function, by its displacement, to modify the height of the pattern and its orientation, without changing the point of origin Po, the rotation the point Ph is for example placed on the first branch of the pattern, the end opposite the point Po;
  • Pn Its function, by its displacement, to modify the width of each branch, and therefore their number.
  • the number of branches is equal to the integer part of the result of dividing the width of the pattern by the width of a branch. If necessary, the system adds a last branch to finalize the pattern.
  • the point Pn is for example located on one of the branches parallel to the first branch;
  • Pw its function, by its displacement, to modify the width of the pattern and its orientation, without changing the origin point Po, the rotation being carried out around the point Po.
  • the point Pw is for example located at the exit of the pattern.
  • Figure 5b shows the control points for the extended square pattern 1:
  • ⁇ Po it is the origin of the motive, the point of entry in the middle of the square. This control point makes it possible to move the pattern without modifying its orientation (azimuth) nor its width, nor its height: only the position changes;
  • Pn allows to modify the width of each branch, and thus their number. This point is for example located on the last branch of the square before the exit of the trajectory;
  • Figure 5c shows the control points for the sector pattern 3:
  • Figure 5d shows the points for the tracking pattern 4:
  • ⁇ Ph allows to change the height of the pattern and its orientation, without changing the origin point Po (the rotation is around the point Po).
  • This point Ph is for example located at the output of the pattern;
  • Figures 6a to 6d illustrate the use of control points on the screen of a device according to the invention. More particularly, these figures illustrate the operation of the control points for the scale 2 pattern, the use being identical for all the other reasons.
  • the pattern 2 in full lines is in its original position.
  • the pattern 2 'in broken lines is the same pattern, but modified as a result of an interaction on one of the control points.
  • Pattern 2, 2 ' is superimposed on a map background corresponding to a search area.
  • An arrow 60 illustrates the movement of a finger 61 performing "drag-and-drop” or "Drag and Drop" of a control point on the touch screen.
  • Figure 6a illustrates the "Drag and Drop” of the control point Po. This displacement produces a translation of the pattern. In this example, the pattern is moved to the right. The orientation and shape of the pattern are preserved.
  • Figure 6b illustrates the "Drag and Drop" of the Pw checkpoint. This movement produces an enlargement or a decrease of the pattern as well as its rotation. The origin Po of the motif does not move. The rotation is around this point. In this example, the pattern is enlarged.
  • Figure 6c illustrates the "Drag and Drop" of the Ph checkpoint. This displacement produces an enlargement of the pattern in height as well as a rotation. The origin of the Po pattern does not move, rotation is around this point.
  • Figure 6d illustrates the "Drag and Drop" of the Pn control point. This movement produces an enlargement or a decrease in the width of the branches, which respectively leads to a decrease or an increase in the number of branches. In this example, the width of the branches has been enlarged and consequently the number of branches has decreased.
  • the invention has been described for displaying and updating SAP trajectory patterns. It can be applied for other reasons describing other types of trajectories.

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Abstract

Les motifs étant aptes à être mis à jour par un opérateur, la position, l'orientation et la forme d'un motif étant définies par un ensemble de paramètres techniques, le dispositif comporte au moins des moyens d'affichage et des moyens de calcul et de mémorisation des positions des points formant lesdits motifs (2), chaque motif comportant un ensemble de points de contrôle (Po, Ph, Pn, Pw), la fonction d'un point de contrôle étant, de par son déplacement, de modifier au moins un paramètre technique, une modification de motif de trajectoire étant réalisée une interaction de l'opérateur déplaçant au moins un point de contrôle.

Description

DISPOSITIF D'AFFICHAGE ET DE MISE A JOUR
DE MOTIFS DE TRAJECTOIRES, NOTAMMENT DE TRAJECTOIRES SAR.
La présente invention concerne un dispositif d'affichage et de mise à jour de motifs de trajets, notamment de trajectoires SAR. L'invention se situe dans le domaine technique de missions avioniques, militaires ou civiles. Elle concerne notamment la réalisation de missions de recherche et de sauvetage à partir d'aéronefs, ces missions sont encore appelées « Search And Rescue » (SAR). L'invention peut également s'appliquer à partir de bâtiments maritimes pour le même type de mission.
Afin de retrouver une personne ou un bâtiment disparu en mer ou sur terre, un aéronef doit suivre un motif décrivant une trajectoire de recherche appelée « pattern SAR » dans la littérature anglo-saxonne et que nous appellerons motif de trajectoire SAR, ou plus simplement motif SAR, par la suite. Cette trajectoire prédéfinie a pour objectif d'optimiser la trajectoire de l'aéronef pour couvrir toute la zone de recherche. En fonction des conditions de recherche, différents motifs de trajectoire existent.
Les solutions de l'art antérieur reposent sur l'utilisation du système de gestion de vol ou « Flight Management System » que l'on appellera par la suite FMS.
Les motifs de trajectoires SAR font alors partie intégrante du FMS qui prend en charge le suivi par l'aéronef d'une trajectoire programmée.
Cependant, tous les paramètres techniques sont saisis manuellement par le pilote, ces paramètres étant notamment la position du point d'entrée de la trajectoire, la position du point de sortie, l'écartement entre deux branches de la trajectoire, la largeur et la longueur, l'azimut (orientation par rapport au nord).
Les inconvénients de ces solutions sont notamment :
- Une perte de temps par l'opérateur chargé du calcul des paramètres techniques. En effet, même avec un FMS, le calcul de ces paramètres reste manuel et ces calculs en sont pas simples car ils dépendent de plusieurs paramètres techniques, géographiques ou environnementaux, tels que la zone géographique à couvrir, le temps de parcours, l'altitude de l'aéronef, la météo, l'état de la mer ou encore la vitesse de vol;
- Un manque de représentativité graphique en temps réel : l'opérateur saisit tous les paramètres un par un, puis cette trajectoire s'insère dans la gestion du vol. Si visuellement cela ne correspond pas à l'attendu de l'opérateur, l'opérateur doit modifier les valeurs une par une. Ce manque de représentativité implique une perte de temps pour l'opérateur qui doit ressaisir une trajectoire s'il estime que cette dernière n'est pas optimale par rapport à la zone de recherche ;
- Un manque de relation directe entre le motif SAR et la mission en cours. Les paramètres à saisir pour le calcul sont des paramètres techniques, généralement mathématiques (position, distance, angles, ...) et ne sont pas des paramètres orientés pour une mission (par exemple sauver un pilote qui est perdu après un crash). Ceci implique une perte de temps pour l'opérateur qui doit ressaisir une trajectoire s'il estime que celle-ci n'est pas optimale par rapport à la zone de recherche ;
- Une perte de temps pour le pilote qui doit se concentrer sur la gestion du vol plutôt que sur le bon accomplissement de la mission ;
- Le fait que le calcul des trajectoires ne prend pas en compte les paramètres environnementaux comme la dérive des courants, ou la force du vent pour un SAR en mer ;
- Enfin, le fait que ces paramètres techniques sont à saisir à la main, ce qui implique une perte de temps pour un opérateur.
On voit donc que la charge cognitive liée aux opérations est importante et demande beaucoup de temps à l'opérateur. Il doit notamment estimer l'orientation, la forme du motif de trajectoire SAR, anticiper les courants marins ainsi que d'autres paramètres environnementaux. Or, durant une mission de recherche et de sauvetage « Search and Rescue » le paramètre « temps » est très important, l'opérateur doit agir vite afin d'optimiser les chances de réussite de la mission.
Un but de l'invention est notamment de pallier les inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'affichage de motifs de trajectoires, lesdits motifs étant aptes à être mis à jour par un opérateur, la position, l'orientation et la forme d'un motif étant définies par un ensemble de paramètres techniques, ledit dispositif comportant au moins des moyens d'affichage et des moyens de calcul et de mémorisation des positions des points formant lesdits motifs, chaque motif comportant un ensemble de points de contrôle, la fonction d'un point de contrôle étant, de par son déplacement, de modifier au moins un paramètre technique, une modification de motif de trajectoire étant réalisée par une interaction de l'opérateur déplaçant au moins un point de contrôle.
Dans un mode de réalisation possible : - les moyens de calcul comportent au moins un module de données de motifs apte à stocker et calculer les positions des points de motifs susceptibles d'être sélectionnés par l'opérateur pour être affiché ;
- les moyens d'affichage comportent au moins un écran et un moteur cartographique détectant les interactions de l'opérateur sur l'écran et commandant l'affichage d'au moins un motif sélectionné avec ses points de contrôle, à partir des calculs de position fournis par le module de données de motifs;
Les moyens de calcul comportent par exemple un module utilitaire ayant pour fonction de fournir au module de données de motifs des primitives de calcul trigonométriques en géométrie sphérique pour le calcul de la position des points des motifs dans un repère plan.
Ledit dispositif comporte par exemple un module de gestion ayant pour fonction d'interpréter les interactions de l'opérateur détectées par le moteur cartographique et de requérir auprès du module de données de motifs les modifications du motif affiché lorsqu'une interaction commande le déplacement d'un point de contrôle dudit motif, une mise à jour d'un motif affiché sur l'écran étant effectuée par une interaction de l'opérateur commandant le déplacement d'au moins un point de contrôle, le moteur cartographique fournissant au module de gestion la nouvelle position dudit point de contrôle, le module de données calculant les nouvelles positions des points du motif en fonction de ladite nouvelle position fournie par le module de gestion. Ledit dispositif comporte par exemple une base de données de cartes contenant des cartes numérisées représentant une zone géographique destinées à être affichées, un motif affiché étant superposé à une zone géographique. Les moyens d'affichage comportent par exemple des moyens de sélection d'un motif, ladite sélection étant effectuée par une interaction entre l'opérateur et lesdits moyens d'affichage.
Dans un mode de réalisation particulier, le calcul des positions des points d'un motif est tel que le déplacement d'un premier point de contrôle produit une translation du motif sans modification des autres paramètres techniques dudit motif. Le calcul des positions des points du motif est par exemple tel que le déplacement d'un point de contrôle produit une rotation du motif autour du premier point de contrôle et modifie la hauteur du motif, sans modification des autres paramètres techniques dudit motif. Le calcul des positions des points du motif est par exemple tel que le déplacement d'un point de contrôle produit une rotation du motif autour du premier point de contrôle et modifie la largeur du motif sans modification des autres paramètres techniques dudit motif. Ledit motif ayant des branches, le déplacement d'un point de contrôle produit par exemple une modification de l'écartement entre les branches sans modification des autres paramètres techniques dudit motif.
Les moyens d'affichage comportent par exemple un écran interactif, qui peut être du type tactile, pouvant se présenter sous la forme d'une tablette.
Ledit présente par exemple des possibilités d'optimisation des paramètres techniques d'un motif en fonction de paramètres extérieurs ou encore en fonction de données issues de capteurs.
Les moyens de calcul sont par exemple implantés dans un calculateur embarqué.
Ledit dispositif étant apte à être embarqué dans un aéronef, il comporte par exemple des moyens de connexions aux bus internes et aux capteurs de l'aéronef, les moyens d'affichage affichant par ailleurs des données de vol. Ledit dispositif comporte par exemple des moyens de transmission des motifs à un système de gestion de vol (FMS).
Les trajectoires sont par exemple des trajectoires pour des missions de recherche et de sauvetage (SAR). D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard de dessins annexés qui représentent :
- La figure 1 , une présentation de quatre motifs décrivant des trajectoires SAR généralement utilisées dans l'état de l'art ;
- La figure 2, une présentation d'un motif de trajectoire particulier avec ses paramètres techniques de définition ;
- Les figures 3a à 3d, une illustration du principe de l'invention ;
- La figure 4, un exemple d'architecture logicielle mettant en œuvre un dispositif selon l'invention ;
- Les figures 5a à 5d, une présentation des points de contrôle pour les quatre motifs précédents ;
- Les figures 6a à 6d, une illustration des points de contrôle pour un motif de trajectoire particulier.
La figure 1 présente quatre motifs 1 , 2, 3, 4 décrivant des trajectoires SAR, généralement utilisées dans l'état de l'art. Ces motifs définissent des circuits de recherche à suivre par les aéronefs pour effectuer la recherche. Elles sont utilisées en fonctions des conditions et de la nature de la recherche. Ces motifs de trajectoire possèdent chacun un certain nombre de paramètres techniques qui doivent être réglés pour chaque mission, en commençant par le choix du motif : un motif 1 en carré étendu, un motif 2 en échelle, un motif 3 en secteurs ou un motif 4 de pistage, d'autres motifs étant possibles. Les paramètres techniques à régler sont notamment les suivant :
- La position du point d'entrée 1 1 , 12,13, 14, par la définition de sa latitude et de sa longitude ;
- La position du point de sortie ;
- La largeur et/ou la longueur du motif ;
- L'orientation du motif, par la définition d'un angle par rapport au nord. Ces paramètres doivent être calculés et saisis par l'opérateur afin de couvrir au mieux la zone de recherche, sans automatisme. Il en résulte une perte de temps importante qui peut nuire à la mission. La figure 2 présente l'exemple du motif de trajectoire en échelle 2 où l'opérateur doit définir plusieurs paramètres techniques. Il doit notamment définir la latitude et la longitude du point d'entrée 12 et du point de sortie 21 de la trajectoire 2, ainsi que la hauteur H, l'espace E entre les « barreaux » et la longueur totale L du motif en échelle. Tous ces paramètres sont saisis manuellement.
Les figures 3a à 3d illustrent le principe de l'invention. Selon l'invention, on définit des points de contrôle des trajectoires 1 , 2, 3, 4 affichées, et le déplacement graphique de ces points de contrôle permet de répondre à tous les besoins de paramétrage de ces trajectoires, en ce qui concerne notamment la position, l'orientation, les espacements, les largeurs et les longueurs associés. Avantageusement, le déplacement d'un nombre limité de points de contrôle permet de définir tous les paramètres techniques d'une trajectoire. Les figures 3a à 3d illustrent le cas du paramétrage d'un motif de trajectoire en échelle du type de celui de la figure 2, mais au lieu d'effectuer un paramétrage en définissant manuellement tous les paramètres techniques on agit simplement sur quelques points de contrôle judicieusement choisis. A cet effet, l'invention nécessite au moins des moyens d'affichage des trajectoires et de leurs points de contrôle et un module de calcul des paramètres techniques utilisant les données issues de la représentation graphique et des interactions d'un opérateur sur les points de contrôle. Ces moyens de mise en œuvre de l'invention seront décrits par la suite.
Avantageusement, le motif de trajectoire peut être affiché en temps réel en superposition de la cartographie du théâtre d'opération, ce qui améliore la représentativité graphique en temps réel.
Le motif en échelle nécessite quatre points de contrôle pour agir sur tous ses paramètres techniques. Un premier point de contrôle Po permet de déplacer le motif de trajectoire 2 sans changer sa forme, le motif 2 étant déplacé par rapport à une cartographie du théâtre d'opération également affiché. Un deuxième point de contrôle Ph permet de modifier la hauteur et l'orientation du motif. Un troisième point de contrôle Pn permet de régler l'espacement entre les barreaux du motif, et donc leur nombre. Enfin, un quatrième point de contrôle Pw permet de modifier la longueur et l'orientation du motif.
Grâce aux possibilités de paramétrage apportées par les déplacements de ces points de contrôle, ces derniers peuvent être manipulés par un opérateur de manière intuitive, afin de modifier les paramètres techniques du motif. L'ajustement des motifs est ainsi permis simplement et rapidement selon les besoins de la mission au cours de la saisie.
Tous moyens d'interactions peuvent être prévus pour manipuler les points de contrôle sur un écran d'affichage. Ces points de contrôle peuvent par exemple être pilotés du doigt sur un écran interactif, une tablette tactile par exemple. On peut utiliser en particulier une technique du type « glisser- déposer » encore appelée « drag and drop ». On peut aussi manipuler les points de contrôle à partir d'un pointeur de désignation, une souris par exemple, sur tout autre écran non interactif.
La figure 3a présentant une position de départ, les figures 3b, 3c et 3d représentent trois manipulations successives sur le motif.
Dans le cas de la figure 3b, le point de contrôle Pw a été déplacé vers la droite et vers le bas. A la suite de cette manipulation, le motif 2 s'est allongé. II a également subit une rotation de quelques degrés dans le sens horaire. Dans le cas de la figure 3c, le point de contrôle Ph a été déplacé vers le haut et vers la droite. En conséquence, le motif s'est étiré verticalement. Il a également subit une rotation de quelques degrés dans le sens horaire.
Dans le cas de la figure 3d, le point de contrôle Po a été déplacé. Le motif a alors été déplacé sans subir de modification de forme, selon un mouvement de translation.
Le principe selon l'invention illustré par les figures 3a à 3d peut être appliqué à tous les types de motif, l'utilisation de points de contrôle permettant d'ajuster automatiquement les principaux paramètres techniques.
Avantageusement, un dispositif selon l'invention peut prendre en entrée certains paramètres de la mission pour aider à la saisie du motif et/ou proposer le meilleur motif adapté à la mission. Cela peut également aider pour la mise à jour du motif pendant la mission, en jouant sur ses paramètres techniques propres. Ces paramètres d'entrées sont par exemple les coordonnées d'une zone de crash à parcourir, une dernière position connue du porteur, une dernière vitesse de déplacement connue du porteur, ou le niveau de fuel restant à bord, et encore d'autres paramètres possibles.
Avantageusement, un dispositif selon l'invention peut comporter des moyens de connexion pour être connecté aux bus avioniques et aux capteurs de bord, et peut donc :
- Afficher le plan de vol ;
- Mettre à jour la position du porteur et du plan de vol ;
- Faire des propositions d'optimisation des paramètres techniques du motif en fonction des paramètres extérieurs, par exemple en fonction de la vitesse du porteur et des conditions météorologiques, les courants marins en particulier ;
- Faire des propositions d'optimisation des paramètres techniques du motif en fonction des données issues des capteurs ;
- Mettre à jour automatiquement le plan de vol, par une interface avec le FMS.
Comme indiqué précédemment, la charge cognitive de l'opérateur est réduite, ce qui lui permet de se concentrer sur sa mission. Il ne fait aucun calcul de modification ou de position du motif de trajectoire de recherche. Les calculs de paramétrage du motif sont pris en charge par des moyens de traitement décrit ci-après, à partir des interactions produites sur les points de contrôle par l'opérateur.
La figure 4 illustre un exemple d'architecture logicielle implémentée dans un dispositif selon l'invention, ainsi qu'un écran 40 pour l'affichage des motifs. Dans un mode de réalisation possible, un dispositif selon l'invention se présente sous la forme d'une tablette tactile, par exemple du type EFB (Electronic Flight Bag). Le dispositif peut aussi être du type PC ou tout autre système associant un écran 40, tactile ou non, couplé à des moyens de traitement. Un dispositif selon l'invention propose un affichage graphique du motif et une IHM (Interface Homme Machine) de contrôle basée sur des points de contrôles. Le calcul des paramètres techniques du motif de trajectoire de vol est alors automatique. Ce calcul est réalisé par un module de calcul dédié qui utilise les données issues de la représentation graphique sur ΙΊΗΜ. Ce module fonctionne selon l'état de l'art des moteurs cartographiques qui permettent de récupérer la position géographique d'un point, et utilise des calculs classiques de trigonométrie en géométrie sphérique.
A cet effet, l'architecture logicielle d'un dispositif, telle que présentée en figure 4, comporte par exemple les composants suivant, cette architecture est une architecture classique du type MVC (« Model-View-Controler ») :
- Un module moteur cartographique 41 chargé de l'affichage du motif, de l'affichage du fond cartographique et des interactions avec l'utilisateur, par exemple la gestion du « drag and drop » des points de contrôle ou la gestion des clics de souris ;
- Une base de données de cartes 42, contenant au moins la ou les cartes numérisées des zones de recherche ; ainsi que des données géographiques et des données aéronautiques. Cette base est accédée par le moteur graphique qui effectue l'affichage des données et cartes mémorisées dans cette base. Dans un autre mode de réalisation possible, cette base 42 peut être extérieure au dispositif, les cartes numérisées pouvant être téléchargées par exemple ;
- Un module de données de motifs 43, apte à stocker et mettre à jour tous les paramètres techniques relatifs aux différents motifs manipulés par l'opérateur. Pour un motif en échelle 2, il stocke au moins la latitude et la longitude du point d'entrée du motif, la latitude et la longitude du point de sortie, la largeur et la longueur du motif, l'angle d'orientation du motif et son nombre de branches ;
- Un module de gestion 44 dont la fonction est de récupérer les interactions d'un utilisateur ou d'un opérateur, de les interpréter et de requérir auprès du module 43 la mise à jour des données relatives aux motifs ;
- Un module utilitaire 45 ayant pour fonction de fournir des primitives de calcul trigonométrique en géométrie sphérique, afin de permettre le calcul de la position des tous les points d'un motif dans un repère géographique, plan, à partir de la connaissance des paramètres techniques du motif (points d'entrées et de sorties, orientation, éléments de forme ...). Ces primitives de calcul sont fournies au module de données de motifs 43 qui intègre le module de calcul des positions de points des motifs. Le système d'exploitation n'est pas représenté sur la figure 4 car il n'interagit pas directement avec les composants de cette figure, dans le cadre de l'invention.
Dans un exemple de réalisation à base de tablette, tous ces composants sont implantés dans la tablette. L'écran de la tablette, de type écran tactile, affiche les motifs de trajectoire superposés au fond cartographique correspondant à la zone de recherche.
L'architecture et les composants de la figure 4 peuvent également être implantés dans un calculateur de mission embarqué. L'IHM se fait au moyen d'un écran 40 communiquant avec ce calculateur, cet écran étant du type tactile par exemple. La modification d'un motif peut se faire via un curseur souris dans le cas d'utilisation d'un média non tactile.
Un exemple de fonctionnement peut être effectué selon le processus suivant :
- L'opérateur demande d'afficher sur l'écran un motif en échelle 2 sur la cartographie, en cliquant sur l'endroit de la carte où la trajectoire doit être affichée. Le moteur cartographique 41 détermine les coordonnées géographiques réelles du point désigné par l'opérateur ;
- Les différentes interactions correspondantes sont envoyées par le moteur cartographique 41 au module de gestion 44, ces interactions indiquant le motif à afficher (en échelle dans cet exemple) et la position du motif (latitude, longitude). Le module de gestion 44 demande au module de données de motifs 43 d'initialiser un motif avec les données acquises par les interactions de l'opérateur ;
- Le module de données de motifs 43 met à jour ses données et demande au moteur cartographique 41 d'afficher le motif, par appel de primitives au module utilitaire 45 et de listes de points ;
- Le module moteur cartographique 41 affiche le graphique correspondant au motif ;
- L'opérateur effectue un « drag and drop » du point de contrôle Po qui est à l'origine du motif, le motif devant être translaté. Le module cartographique 41 interagit avec l'opérateur et récupère le nouveau point Po ; - Les différentes interactions correspondantes sont envoyées par le moteur cartographique 41 au module de gestion 44, précisant la nouvelle position Po du motif, en latitude et en longitude. Le module de gestion 44 demande alors au module de données de motifs 43 de modifier le motif avec le nouveau point Po passé en paramètre
« longitude, latitude » ;
- Le module de données de motifs 43 calcule les nouveaux points formant le motif. Il peut utiliser le module utilitaire 45 pour les calculs trigonométriques. Il met à jour les données du motif et demande au module moteur cartographique d'afficher le motif, par appel de primitives et d'une nouvelle liste de points ;
- Enfin, le module moteur cartographique affiche le graphique modifié correspondant au motif, ce motif étant affiché en l'état jusqu'à la prochaine interaction sur un point de contrôle.
Toutes ces interactions se font par les points de contrôle des motifs, tel que décrit précédemment.
Les figures 5a à 5d illustrent les points de contrôle pour les quatre exemples de motifs présentés en figure 1 . Plusieurs points de contrôle sont définis en fonction du type de motif comme cela a été indiqué précédemment. Pour chaque motif, l'ensemble de ses points de contrôle permet d'effectuer toutes les modifications possibles de ses paramètres techniques, les modifications s'effectuant par déplacement des points de contrôle. Chaque point de contrôle peut être manipulé par l'opérateur, par exemple par une opération de « Drag and Drop » sur l'écran tactile du dispositif.
La figure 5a, présente les points de contrôles pour le motif en échelle 2, ce dernier comportant quatre points de contrôle :
• Po : c'est l'origine du motif, son point d'entrée. Ce point de contrôle a pour fonction, par son déplacement, de déplacer le motif sans modifier son orientation (azimut) ni sa largeur, ni sa hauteur : seule la position change ;
• Ph : a pour fonction, par son déplacement, de modifier la hauteur du motif et son orientation, sans changer le point d'origine Po, la rotation s'effectuant autour du point Po. Le point Ph est par exemple placé sur la première branche du motif, l'extrémité opposée au point Po ;
• Pn : a pour fonction, par son déplacement, de modifier la largeur de chaque branche, et donc leur nombre. Le nombre de branches est égal à la partie entière du résultat de la division de la largeur du motif par la largeur d'une branche. Si nécessaire, le système ajoute une dernière branche pour finaliser le motif. Le point Pn est par exemple situé sur une des branches parallèles à la première branche ;
• Pw : a pour fonction, par son déplacement, de modifier la largeur du motif et son orientation, sans changer le point d'origine Po, la rotation s'effectuant autour du point Po. Le point Pw est par exemple situé en sortie du motif.
La figure 5b présente les points de contrôles pour le motif en carré étendu 1 :
· Po : c'est l'origine du motif, le point d'entée au milieu du carré. Ce point de contrôle permet de déplacer le motif sans modifier son orientation (azimut) ni sa largeur, ni sa hauteur : seule la position change ;
• Pn : permet de modifier la largeur de chaque branche, et donc leur nombre. Ce point est par exemple situé sur la dernière branche du carré avant la sortie de la trajectoire ;
• Pw : permet de modifier la largeur et la hauteur du motif et son orientation, sans changer le point d'origine Po (la rotation se fait autour du point Po). Ce point Pw est par exemple situé en sortie du motif.
La figure 5c présente les points de contrôles pour le motif en secteurs 3 :
• Po : c'est l'origine du motif, placé au centre des secteurs triangulaires.
Ce point de contrôle permet de déplacer le motif sans modifier son orientation (azimut) ni sa largeur, ni sa hauteur : seule la position change ;
• Pn : permet de modifier la largeur de chaque secteur, et donc leur nombre. Ce point Pn est par exemple situé sur un côté d'un secteur ; • Pw : permet de modifier la largeur, la hauteur du motif et son orientation, sans changer le point d'origine Po (la rotation se fait autour du point Po). Ce point Pw est par exemple situé sur un sommet d'un secteur.
La figure 5d présente les points pour le motif de pistage 4 :
• Po : c'est l'origine du motif, son point d'entrée. Ce point de contrôle permet de déplacer le motif sans modifier son orientation (azimut) ni sa largeur, ni sa hauteur : seule la position change ;
· Ph : permet de modifier la hauteur du motif et son orientation, sans changer le point d'origine Po (la rotation se fait autour du point Po). Ce point Ph est par exemple situé en sortie du motif ;
• Pw : permet de modifier la longueur du motif et son orientation, sans changer le point d'origine Po (la rotation se fait autour du point Po). Ce point Pw est par exemple situé sur un des angles du motif.
Les principes ci-dessus peuvent être appliqués à d'autres formes de motifs. Plus généralement, l'invention s'applique à toutes formes de motifs que l'on peut définir par un ensemble de paramètres techniques. Les figures 6a à 6d illustrent l'utilisation des points de contrôle sur l'écran d'un dispositif selon l'invention. Plus particulièrement, ces figures illustrent le fonctionnement des points de contrôle pour le motif en échelle 2, l'utilisation étant identique pour tous les autres motifs. Sur ces figures, le motif 2 en traits pleins est dans sa position d'origine. Le motif 2' en traits discontinus est le même motif, mais modifié à la suite d'une interaction sur un des points de contrôle. Le motif 2, 2' est superposé à un fond cartographique correspondant à une zone de recherche. Une flèche 60 illustre le mouvement d'un doigt 61 effectuant le « glisser-poser » ou « Drag and Drop » d'un point de contrôle sur l'écran tactile.
La figure 6a illustre le « Drag and Drop » du point de contrôle Po. Ce déplacement produit une translation du motif. Dans cet exemple, le motif est déplacé vers la droite. L'orientation et la forme du motif sont conservées. La figure 6b illustre le « Drag and Drop » du point de contrôle Pw. Ce déplacement produit un agrandissement ou une diminution du motif ainsi que sa rotation. L'origine Po du motif ne bouge pas. La rotation se fait autour de ce point. Dans cet exemple, le motif est agrandi.
La figure 6c illustre le « Drag and Drop » du point de contrôle Ph. Ce déplacement produit un agrandissement du motif en hauteur ainsi qu'une rotation. L'origine du motif Po ne bouge pas, la rotation s'effectuant autour de ce point.
La figure 6d illustre le « Drag and Drop » du point de contrôle Pn. Ce déplacement produit un agrandissement ou une diminution de la largeur des branches, ce qui entraîne respectivement une diminution ou une augmentation du nombre de branches. Dans cet exemple, la largeur des branches a été agrandie et en conséquence le nombre de branches a diminué.
L'invention a été décrite pour l'affichage et la mise à jour de motifs de trajectoires SAP». Elle peut s'appliquer pour d'autres motifs décrivant d'autres types de trajectoires.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif d'affichage de motifs de trajectoires, lesdits motifs étant aptes à être mis à jour par un opérateur, la position, l'orientation et la forme d'un motif étant définies par un ensemble de paramètres techniques, caractérisé en ce qu'il comporte au moins des moyens d'affichage (40, 41 ) et des moyens (43, 45) de calcul et de mémorisation des positions des points formant lesdits motifs (1 , 2, 3, 4), chaque motif comportant un ensemble de points de contrôle (Po, Ph, Pn, Pw), la fonction d'un point de contrôle étant, de par son déplacement, de modifier au moins un paramètre technique, une modification de motif de trajectoire étant réalisée par une interaction de l'opérateur déplaçant au moins un point de contrôle.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que :
- les moyens de calcul comportent au moins un module de données de motifs (43) apte à stocker et calculer les positions des points de motifs susceptibles d'être sélectionnés par l'opérateur pour être affiché ;
- les moyens d'affichage comportent au moins un écran (40) et un moteur cartographique (41 ) détectant les interactions de l'opérateur sur l'écran et commandant l'affichage d'au moins un motif sélectionné avec ses points de contrôle, à partir des calculs de position fournis par le module de données de motifs (43).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de calcul comportent un module utilitaire (45) ayant pour fonction de fournir au module de données de motifs (43) des primitives de calcul trigonométriques en géométrie sphérique pour le calcul de la position des points des motifs dans un repère plan.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte un module de gestion (44) ayant pour fonction d'interpréter les interactions de l'opérateur détectées par le moteur cartographique (41 ) et de requérir auprès du module de données de motifs (43) les modifications du motif affiché lorsqu'une interaction commande le déplacement d'un point de contrôle dudit motif, une mise à jour d'un motif affiché sur l'écran (40) étant effectuée par une interaction de l'opérateur commandant le déplacement d'au moins un point de contrôle, le moteur cartographique (41 ) fournissant au module de gestion (44) la nouvelle position dudit point de contrôle, le module de données (43) calculant les nouvelles positions des points du motif en fonction de ladite nouvelle position fournie par le module de gestion (44).
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une base de données de cartes (42) contenant des cartes numérisées représentant une zone géographique destinées à être affichées, un motif affiché (2) étant superposé à une zone géographique.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'affichage comportent des moyens de sélection d'un motif, ladite sélection étant effectuée par une interaction entre l'opérateur et lesdits moyens d'affichage.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le calcul des positions des points d'un motif est tel que le déplacement d'un premier point de contrôle (Po) produit une translation du motif sans modification des autres paramètres techniques dudit motif.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le calcul des positions des points du motif est tel que le déplacement d'un point de contrôle (Ph) produit une rotation du motif autour du premier point de contrôle (Po) et modifie la hauteur du motif, sans modification des autres paramètres techniques dudit motif.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que le calcul des positions des points du motif est tel que le déplacement d'un point de contrôle (Pw) produit une rotation du motif autour du premier point de contrôle (Po) et modifie la largeur du motif sans modification des autres paramètres techniques dudit motif.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le motif ayant des branches, le déplacement d'un point de contrôle (Pn) produit une modification de l'écartement entre les branches sans modification des autres paramètres techniques dudit motif.
1 1 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'affichage comportent un écran (40) interactif.
12. Dispositif selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que l'écran (40) est tactile.
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'une tablette.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les moyens de calcul (43, 45) sont implantés dans un calculateur embarqué.
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente des possibilités d'optimisation des paramètres techniques d'un motif en fonction de paramètres extérieurs.
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente des possibilités d'optimisation des paramètres techniques d'un motif en fonction de données issues de capteurs.
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'étant apte à être embarqué dans un aéronef, il comporte des moyens de connexions aux bus internes et aux capteurs de l'aéronef, les moyens d'affichage affichant par ailleurs des données de vol.
18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de transmission des motifs à un système de gestion de vol (FMS).
19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les trajectoires sont des trajectoires pour des missions de recherche et de sauvetage (SAR).
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