EP3871074A1 - Procédé de pilotage de l'affichage d'informations sur un bandeau d'écran équipant une passerelle de bateau - Google Patents

Procédé de pilotage de l'affichage d'informations sur un bandeau d'écran équipant une passerelle de bateau

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Publication number
EP3871074A1
EP3871074A1 EP19813071.8A EP19813071A EP3871074A1 EP 3871074 A1 EP3871074 A1 EP 3871074A1 EP 19813071 A EP19813071 A EP 19813071A EP 3871074 A1 EP3871074 A1 EP 3871074A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
boat
image
canopy
control station
control
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19813071.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Michel Hubert
Hugues DE BECDELIEVRE
Josselin MANCEAU
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Exail SAS
Original Assignee
iXBlue SAS
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 iXBlue SAS filed Critical iXBlue SAS
Publication of EP3871074A1 publication Critical patent/EP3871074A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0481—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] based on specific properties of the displayed interaction object or a metaphor-based environment, e.g. interaction with desktop elements like windows or icons, or assisted by a cursor's changing behaviour or appearance
    • G06F3/04815—Interaction with a metaphor-based environment or interaction object displayed as three-dimensional, e.g. changing the user viewpoint with respect to the environment or object
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations
    • G01C21/203—Specially adapted for sailing ships
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B49/00—Arrangements of nautical instruments or navigational aids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B79/00—Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation
    • B63B79/10—Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation using sensors, e.g. pressure sensors, strain gauges or accelerometers
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G3/00—Traffic control systems for marine craft
    • G08G3/02—Anti-collision systems

Definitions

  • the present invention relates generally to aids for maneuvering boats.
  • It relates more particularly to a method for controlling the display of information on one or more screens fitted to a boat gangway control station.
  • a boat gangway control station comprising a canopy open towards the front of the boat and at least one control console placed at the rear of the canopy.
  • It also relates to a boat equipped with such a control station.
  • the information acquired by these computer systems is generally scheduled to be processed and then displayed on screens fitted to the ship's gangway.
  • This information can therefore prove difficult to capture for the officer on watch, who may sometimes find it difficult to link the information displayed on the screen with his view of the environment through The canopy.
  • the solution is to equip ships with head-up display systems, such as those currently found in cars. These systems are then arranged in a fixed manner, facing the watch officer's chair.
  • the present invention proposes to use a screen strip (s) located along the canopy, above or below it.
  • the invention proposes a method for controlling the display of information on a screen strip (s) fitted to a boat gangway control station, the control station comprising at least one sensor for forward-facing images of the boat.
  • the method comprises:
  • the invention also provides a device for assisting the piloting of a boat comprising:
  • a computer which is adapted to be connected to at least one image sensor oriented towards the front of the boat, and which is adapted to control the screen strip according to a piloting method as mentioned above.
  • the invention also provides a boat gangway control station, comprising a canopy open towards the front of the boat, at least one control console placed at the rear of the canopy, a screen strip (s) located between the canopy and the control console, at least one image sensor oriented towards the front of the boat, and a computer adapted to control the screen strip (s) according to a piloting method as mentioned above.
  • the screen banner (s) can display a view of the environment which is substantially identical to that which the watchkeeper has through the canopy, by adding useful information to it.
  • This screen banner does not therefore change the officer's habits watch, which can also move around the bridge while taking advantage of the information displayed on the screen banner (s).
  • This screen strip is preferably located above or below the canopy, so that the view through the canopy is superimposed on the view displayed on the screen strip, which facilitates understanding by the watch officer of the information displayed.
  • control station comprising a control console and a canopy open towards the front of the boat, at the piloting stage, the image displayed on the screen banner presents a view of the environment homologous to that visible at across the canopy from the control desk;
  • said graphic element is a symbol adapted to highlight the remarkable area on said image
  • said graphic element is a thumbnail displaying information characterizing the remarkable area
  • the boat comprising at least one other sensor adapted to acquire external data other than images, which external data being relative to the environment of the boat, at the acquisition stage, provision is made to acquire at least one data external using said other sensor, during the processing step, provision is made to check the correspondence between said remarkable zone and said external datum, and, if the correspondence is verified, at the display step, the thumbnail displays information from said external data;
  • said other sensor is an automatic boat identification system (AIS) or a remote sensing system (RADAR, SONAR, LIDAR ).
  • AIS automatic boat identification system
  • RADAR remote sensing system
  • SONAR SONAR
  • LIDAR remote sensing system
  • the screen strip is located above the canopy
  • the screen strip includes several screens distributed in an arc around the control console;
  • the screen strip includes between 1 and 7 screens
  • the canopy has panes which are all inert.
  • the invention also relates to a boat comprising a control station as mentioned above.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a control station according to the invention.
  • FIGS. 2 and 3 are schematic views, from the back and from the side, of the control station of the figurel;
  • FIG. 4 is illustrations of the views that can be displayed by the panel of screens of the control station in Figure 1;
  • FIG. 6 is a schematic side view of a ship equipped with the control station of Figure 1.
  • FIG 6 there is shown a boat, and more precisely a ship 1 designed to navigate on open seas.
  • This ship 1 conventionally comprises a hull 3 surmounted by a gangway 2 which houses the control station 10 of this ship 1.
  • FIGS. 1 to 3 an exemplary embodiment of this control station 10 is shown.
  • control station 10 is installed at the rear of a canopy 20 formed by a row of windows formed in a front wall of the gangway 2 and overlooking the bow of the ship 1.
  • the control station 10 comprises at least one control console 200 allowing the officer on watch to maneuver the vessel 1 and to obtain the information necessary for the maneuver of this vessel 1.
  • control station 10 here comprises two identical control panels 200, arranged side by side.
  • control panels 200 can be briefly described.
  • Each control desk 200 includes information display means 210 and a chair 220 (only one of the chairs has been shown in Figures 1 and 3 for the clarity of these figures).
  • the information display means 210 here comprise two screens 211 fixed side-by-side in the same chassis, which chassis is itself fixed to the ground of the walkway 2 by means of a base 212.
  • each base has pivoting mobility about a vertical axis.
  • Each armchair 220 comprises a seat, a file articulated on the seat and two armrests equipped with means of piloting the ship 1.
  • control means can for example be in the form of buttons, joysticks, touch screens ...
  • These chairs 220 are mounted on the floor of the bridge 2 with sliding mobility towards the front or the rear.
  • the armchairs 220 and the screens 211 are located so that the watchkeeper, once installed in one of the chairs 220, has a view of the entire canopy 20.
  • the screens 211 are located at the bottom of his field of vision, while the canopy is halfway up his field of vision (when looking forward, in a horizontal direction).
  • the cockpit 10 comprises a central console 300 disposed between the two armchairs 220.
  • This central console 300 is provided with auxiliary control devices and / or auxiliary display devices.
  • this central console 300 notably includes, in its upper part located near the armrests of the armchairs 220, a touch screen on which navigation information can be displayed, and a free area on which other applications can be added or displayed. in addition to those displayed on screens 211.
  • control station 10 is further equipped with a screen strip (s) 100, which is here located at the top of the field of vision of the officer of the quarter.
  • This screen strip 100 includes several screens 101 - 105 housed in separate or common boxes.
  • the vessel 10 being of medium size, exactly five screens 101-105 are provided.
  • This screen strip 100 is here located at a height greater than that of the upper edge of the canopy 20, so that it does not hide the latter, even when the watchkeeper is standing in the bridge 2.
  • This screen strip 100 is located inside the bridge 2, between the canopy 20 and the control consoles 200, so that the watch officer can see these screens 101 - 105 when seated on his armchair 220.
  • the screen strip 100 is centered relative to the canopy 20. Otherwise formulated, the center of the screen strip 100 and the center of the glass roof 20 are located in the same vertical plane parallel to the longitudinal axis of the vessel 1.
  • the screens 101 - 105 are distributed in an arc around the two control panels 200.
  • the screens 101 - 105 are arranged in a conical shape making it possible to optimize the viewing angle for the watch officer when the latter is seated in one or the other of the two armchairs 220.
  • the screens 101 - 105 are thus located on a cone with a vertical axis, the angle of which at the top is between 40 and 90 degrees and is for example equal to 60 degrees.
  • the control station 10 also comprises at least one image sensor which is oriented towards the front of the ship 1 so as to be able to acquire raw images on which the environment located at the front of the ship 10 appears.
  • control station 10 may comprise a single camera, of the “panoramic” type, having a large field of vision (greater than 100 degrees).
  • control station 10 will instead comprise several cameras oriented horizontally, in different directions.
  • control station 10 has exactly three cameras, including a camera facing the front of the ship 1 and two cameras facing respectively to the right and to the left of the ship 1. These two cameras have optical axes which are then inclined relative to the optical axis of the first camera with an angle between 15 and 100 degrees, here equal to 45 degrees.
  • the cameras 500 are fixed inside the gangway 2, behind the canopy 20. They can thus be fixed to the ceiling of the gangway. Alternatively, they can be fixed on the screen strip 100 so as to form with the latter a one-piece assembly. In this way, the cameras 500 are protected from the spray and the raw images are acquired from a viewing angle very close to the angle from which the watch officer observes the environment through the canopy 20.
  • the cameras 501 could be fixed above the gangway 2, for example on a vertical mast.
  • the cameras 501 will have a different angle of vision of the environment than that of the officer on watch, but they will be able to acquire images of parts of the environment that are not visible from the bridge 2.
  • the cameras 500 are however used to capture raw images of the environment which is located in front of the ship 10.
  • the screen banner 100 is mainly intended to display:
  • control station 10 includes a computer 600.
  • This computer 600 comprises at least one processor (CPU), at least one memory and various input and output interfaces.
  • the computer stores data used in the process of correcting the estimated position described below.
  • the computer 600 is adapted to drive the five screens 101 - 105 of the screen strip 100.
  • the computer 600 is adapted to receive the raw images acquired by the three cameras 500. It is also suitable for collecting external data obtained using other equipment on the ship 10.
  • the vessel 1 comprises for example an automatic vessel identification system, better known under the name of AIS (from the English "Automatic Identification System").
  • It also includes, for example, a remote sensing system, and more precisely here a RADAR system.
  • satellite geolocation system here a GPS system associated with an ECDIS mapping system.
  • the computer 600 is suitable for implementing a screen control algorithm 101 - 105 which comprises three main stages, namely:
  • the computer 600 acquires the last raw image captured by each of the cameras 500.
  • image Img1 merges the three raw images acquired so as to form a single image to be displayed, hereinafter called “image Img1”.
  • the Img1 image obtained has a panoramic shape, and proportions (height / width) corresponding to the proportions of the assembly formed by the five screens 101-105 of the screen strip 100.
  • This merging operation can consist simply in attaching the raw images (with a possible overlapping of the raw images if areas of the environment appear on several raw images), then in cutting this set to the desired dimensions.
  • the computer also acquires external data from the AIS and RADAR and ECDIS systems.
  • the computer 600 applies to the image Img1 a processing algorithm allowing to detect remarkable areas of this image.
  • a remarkable area corresponds to an area of the environment useful to know in order to maneuver the vessel 1 in complete safety.
  • the computer 600 stores the results of the image processing Img1 in the database provided for this purpose.
  • This database could for example include a record for each remarkable zone Z0, Z1, Z2 detected.
  • Each record will have several fields, including:
  • the coordinates, in longitude and latitude, of the remarkable area on the terrestrial globe can be deduced from the coordinates, in pixels, of the remarkable area on the image Img1, as well as the heading of the ship 10 and the GPS position of the ship 10 .
  • the computer 600 checks whether there is a correspondence between these results and the data from the AIS, RADAR and ECDIS systems (mapping). We can also foresee that it checks whether there is a correspondence between these results and data from other sensors possibly installed on board.
  • the computer 600 determines whether each remarkable zone Z0, Z1, Z2 detected is also mapped by the ECDIS system and / or referenced by the AIS system and / or detected by the RADAR system.
  • the computer 600 verifies that the coordinates, in longitude and latitude, of each remarkable area classified as a “fixed obstacle” indeed correspond to a danger listed by the ECDIS system and / or to a danger seen by the RADAR system. Alternatively, it could also use other mapping systems to verify that the coordinates of each remarkable area classified as a "fixed obstacle” correspond to a listed hazard.
  • the computer 600 also verifies that the coordinates, in longitude and latitude, of each remarkable zone classified as “bitter” do correspond to a bitter indexed by the ECDIS system. Again, alternatively, it could use other mapping systems.
  • the computer 600 finally checks that the coordinates, in longitude and latitude, of each remarkable area classified as “boat” correspond to a boat listed by the AIS system.
  • the record associated with the corresponding remarkable zone is stored in the database separately, and remains accessible by the calculator if necessary.
  • the computer 600 controls the display of the image Img1 by the screens 101 - 105 of the screen strip 100 (see FIG. 4).
  • the watch officer can therefore observe substantially the same view through the canopy 20 and on the screen strip 100.
  • An information filtering application is made available to the watchkeeping officer.
  • This application here developed in WEB technology, can be displayed on an Internet browser installed on a workstation connected to the network (this workstation being incorporated into the cockpit or a mobile tablet or chair 220).
  • This application allows you to filter types of objects to be highlighted in augmented reality on the screen strip 100. It also makes it possible to ensure that objects located at a distance greater than a determined threshold are not displayed or highlighted.
  • the computer 600 can control the display, in superposition of the image Img1, of graphic elements making it possible to distinguish the remarkable zones Z0, Z1, Z2 from the rest of the image Img1 (see figure 5).
  • the computer 600 can thus control the display of a symbol 150 such as a circle around each remarkable zone Z0 corresponding to a fixed obstacle.
  • the sticker can display information from the ECDIS system (or other mapping systems) and characterizing this bitter (GPS position of the bitter, heading to the bitter, name of the bitter ).
  • this sticker 152 can also control the display of a sticker 152 next to each remarkable zone Z2 corresponding to a boat, this sticker 152 displaying information from the AIS system and characterizing this boat (name of the boat, GPS position, heading, speed. ..).
  • the computer can be programmed so that the screen banner can display any geo-referenced information transmitted by the piloting system (zones, routes or special points in the ECDIS system, tracks transmitted by the RADAR system or by any other other sensor), whether or not there is a correlation between the results from the image processing step and the data from the control system.
  • the piloting system zones, routes or special points in the ECDIS system, tracks transmitted by the RADAR system or by any other other sensor
  • the screen banner comprises a single screen, in panoramic format.
  • applications other than that mentioned above, related to the seafaring profession typically ARPA, CONNING ... applications or interfaces representing the data transmitted by the navigation sensors (repeaters).
  • the image Img1 displayed on the screen strip 100 is a view which is close to that which the watchkeeper has from his chair 220 when he looks through the canopy 20.
  • This view could also be displayed on a portable screen (tablet, binoculars, ).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

L'invention concerne un procédé de pilotage de l'affichage d'informations sur un bandeau d'écran (100) équipant un poste de commande (10) de passerelle de bateau, le poste de commande comportant au moins un capteur d'images orientévers l'avant du bateau. Selon l'invention, le procédé comporte: -une étape d'acquisition, au moyen de chaque capteur d'images, d'une image représentant l'environnement à l'avant du bateau, -une étape de traitement de ladite image afin de détecter chaque zone remarquable de cette image, et -une étape de pilotage du bandeau d'écran pour qu'il affiche l'image et, en superposition de cette image, au moins un élément graphique distinguant ladite zone remarquable.

Description

PROCEDE DE PILOTAGE DE L’AFFICHAGE D’INFORMATIONS SUR UN BANDEAU D’ECRAN
EQUIPANT UNE PASSERELLE DE BATEAU
DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION
La présente invention concerne de manière générale les aides à la manœuvre de bateaux.
Elle concerne plus particulièrement un procédé de pilotage de l’affichage d’informations sur un ou plusieurs écrans équipant un poste de commande de passerelle de bateau.
Elle concerne également un poste de commande de passerelle de bateau, comprenant une verrière ouverte vers l’avant du bateau et au moins un pupitre de commande placé à l’arrière de la verrière.
Elle concerne aussi un bateau équipé d’un tel poste de commande.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
Les navires de grandes tailles sont actuellement équipés de systèmes informatiques leur permettant de déterminer avec précision leurs positions sur le globe terrestre, les positions d’autres navires croisant dans leur zone, la position des côtes...
Les informations acquises par ces systèmes informatiques sont généralement prévues pour être traitées puis affichées sur des écrans équipant la passerelle du navire.
Ces informations sont donc déportées par rapport à la vue que l’officier de quart a de l’environnement (au travers de la verrière du navire).
Ces informations peuvent donc s’avérer difficiles à saisir pour l’officier de quart, ce dernier pouvant parfois éprouver des difficultés à faire le lien entre les informations affichées sur l’écran et la vue qu’il a de l’environnement au travers de la verrière.
Pour résoudre ce problème, la solution consiste à équiper les navires de systèmes d’affichage tête-haute, du type de ceux qu’on trouve actuellement dans les voitures. Ces systèmes sont alors agencés de façon fixe, en regard du fauteuil de l’officier de quart.
L’inconvénient d’un tel système est qu’il n’est utilisable qu’à la condition que l’officier de quart soit assis dans son fauteuil, dans l’axe du système d’affichage tête-haute. Or, en pratique, il arrive souvent à l’officier de quart de se déplacer dans la passerelle, si bien qu’il n’a plus accès à ces informations.
OBJET DE L’INVENTION
Afin de remédier à l’inconvénient précité de l’état de la technique, la présente invention propose d’utiliser un bandeau d’écran(s) situé le long de la verrière, au-dessus ou en dessous de celle-ci.
Plus particulièrement, on propose selon l’invention un procédé de pilotage de l’affichage d’informations sur un bandeau d’écran(s) équipant un poste de commande de passerelle de bateau, le poste de commande comportant au moins un capteur d’images orienté vers l’avant du bateau. Selon l’invention, le procédé comporte :
- une étape d’acquisition, au moyen de chaque capteur d’images, d’une image représentant l’environnement à l’avant du bateau,
- une étape de traitement de ladite image afin de détecter chaque zone remarquable de cette image, et
- une étape de pilotage du bandeau d’écran(s) pour qu’il affiche l’image et, en superposition de cette image, au moins un élément graphique distinguant ladite zone remarquable.
L’invention propose également un dispositif d’aide au pilotage d’un bateau comportant :
- un bandeau d’écran adapté à être intégré à un poste de commande du bateau, et
- un calculateur qui est adapté à être connecté à au moins un capteur d’images orienté vers l’avant du bateau, et qui est adapté à piloter le bandeau d’écran selon un procédé de pilotage tel que précité.
L’invention propose aussi un poste de commande de passerelle de bateau, comprenant une verrière ouverte vers l’avant du bateau, au moins un pupitre de commande placé à l’arrière de la verrière, un bandeau d’écran(s) situé entre la verrière et le pupitre de commande, au moins un capteur d’images orienté vers l’avant du bateau, et un calculateur adapté à piloter le bandeau d’écran(s) selon un procédé de pilotage tel que précité.
Ainsi, grâce à l’invention, le bandeau d’écran(s) peut afficher une vue de l’environnement sensiblement identique à celle que l’officier de quart a au travers de la verrière, en y ajoutant des informations utiles.
Ce bandeau d’écran ne vient donc pas modifier les habitudes de l’officier de quart, qui peut d’ailleurs se déplacer dans la passerelle tout en profitant des informations affichées sur le bandeau d’écran(s).
Ce bandeau d’écran est de préférence situé au-dessus ou en dessous de la verrière, de façon à ce que la vue au travers de la verrière soit superposée à la vue affichée sur le bandeau d’écrans, ce qui facilite la compréhension par l’officier de quart des informations affichées.
D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du procédé de pilotage conforme à l’invention sont les suivantes :
- le poste de commande comportant un pupitre de commande et une verrière ouverte vers l’avant du bateau, à l’étape de pilotage, l’image affichée sur le bandeau d’écran présente une vue de l’environnement homologue de celle visible au travers de la verrière depuis le pupitre de commande ;
- ledit élément graphique est un symbole adapté à mettre en exergue la zone remarquable sur ladite image ;
- ledit élément graphique est une vignette affichant des informations caractérisant la zone remarquable ;
- le bateau comportant au moins un autre capteur adapté à acquérir des données externes autres que des images, lesquelles données externes étant relatives à l’environnement du bateau, à l’étape d’acquisition, il est prévu d’acquérir au moins une donnée externe à l’aide dudit autre capteur, à l’étape de traitement, il est prévu de vérifier la correspondance entre ladite zone remarquable et ladite donnée externe, et, si la correspondance est vérifiée, à l’étape d’affichage, la vignette affiche des informations issues de ladite donnée externe ;
- ledit autre capteur est un système d’identification automatique de bateau (AIS) ou un système de télédétection (RADAR, SONAR, LIDAR...).
D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du dispositif et du poste de commande conformes à l’invention sont les suivantes :
- le bandeau d’écran est situé au-dessus de la verrière ;
- le bandeau d’écran comprend plusieurs écrans répartis en arc-de- cercle autour du pupitre de commande ;
- le bandeau d’écran comprend entre 1 et 7 écrans ;
- la verrière comporte des vitres qui sont toutes inertes.
L’invention concerne aussi un bateau comprenant un poste de commande tel que précité. DESCRIPTION DETAILLEE D’UN EXEMPLE DE RÉALISATION
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.
Sur les dessins annexés :
- la figure 1 est une vue schématique en perspective d’un poste de commande conforme à l’invention ;
- les figures 2 et 3 sont des vues schématiques, de dos et de côté, du poste de commande de la figurel ;
- les figues 4 et 5 sont des illustrations des vues que peut afficher le bandeau d’écrans du poste de commande de la figure 1 ; et
- la figure 6 est une vue schématique de côté d’un navire équipé du poste de commande de la figure 1.
Sur la figure 6, on a représenté un bateau, et plus précisément un navire 1 conçu pour naviguer sur mers ouvertes.
Ce navire 1 comporte classiquement une coque 3 surmontée d’une passerelle 2 qui loge le poste de commande 10 de ce navire 1.
Sur les figures 1 à 3, on a représenté un exemple de réalisation de ce poste de commande 10.
Comme le montrent ces figures, le poste de commande 10 est installé à l’arrière d’une verrière 20 formée par une rangée de fenêtres ménagées dans une paroi avant de la passerelle 2 et donnant sur la proue du navire 1.
Ces fenêtres sont ici fermées par des vitres transparentes inertes (c’est- à-dire dépourvues d’électronique, de cristaux liquides...). Elles permettent à l’officier de quart du navire 1 d’observer l’environnement à l’avant du navire 1.
Le poste de commande 10 comprend au moins un pupitre de commande 200 permettant à l’officier de quart de manœuvrer le navire 1 et d’obtenir les informations nécessaires à la manœuvre de ce navire 1.
Dans le mode de réalisation ici représenté, le poste de commande 10 comporte ici deux pupitres de commande 200 identiques, disposés côte-à-côte.
On peut décrire brièvement ces pupitres de commande 200.
Chaque pupitre de commande 200 comprend des moyens d’affichage d’informations 210 et un fauteuil 220 (un seul des fauteuils a été représenté sur les figures 1 et 3 pour la clarté de ces figures). Les moyens d’affichage d’informations 210 comprennent ici deux écrans 211 fixés côte-à-côte dans un même châssis, lequel châssis est lui-même fixé au sol de la passerelle 2 au moyen d’un piétement 212. En variante, on pourrait prévoir que chaque piétement présente une mobilité de pivotement autour d’un axe vertical.
Chaque fauteuil 220 comprend une assise, un dossier articulé sur l’assise et deux accoudoirs équipés de moyens de pilotage du navire 1.
Ces moyens de pilotage peuvent par exemple se présenter sous la forme de boutons, manettes de commande, écrans tactiles...
Ces fauteuils 220 sont montés sur le sol de la passerelle 2 avec une mobilité de coulissement vers l’avant ou l’arrière.
Les fauteuils 220 et les écrans 211 sont situés de telle sorte que l’officier de quart, une fois installé dans l’un des fauteuils 220, a une vue sur l’ensemble de la verrière 20. Pour cela, les écrans 211 sont situés en bas de son champ de vision, tandis que la verrière se trouve à mi-hauteur de son champ de vision (lorsqu’il regarde vers l’avant, dans une direction horizontale).
On notera ici en outre que le poste de pilotage 10 comporte une console centrale 300 disposée entre les deux fauteuils 220.
Cette console centrale 300 est munie de dispositifs de pilotage auxiliaires et/ou de dispositifs d’affichage auxiliaires. Ici, cette console centrale 300 comporte notamment, dans sa partie supérieure située à proximité des accoudoirs des fauteuils 220, un écran tactile sur lequel peuvent être affichées des informations de navigation, et une zone libre sur laquelle d’autre applications peuvent être ajoutées ou affichées en complément de celles affichées sur les écrans 211.
Comme cela apparaît sur les figures 1 à 3, le poste de commande 10 selon l’invention est en outre équipé d’un bandeau d’écran(s) 100, qui est ici situé en haut du champ de vision de l’officier de quart.
Ce bandeau d’écran 100 comprend plusieurs écrans 101 - 105 logés dans des caissons distincts ou communs.
Il est de préférence prévu entre un et sept écrans. Ici, le navire 10 étant de taille moyenne, il est prévu exactement cinq écrans 101 - 105.
Ce bandeau d’écran 100 est ici situé à une hauteur supérieure à celle du bord supérieur de la verrière 20, de façon à ce qu’il ne cache pas cette dernière, même lorsque l’officier de quart est debout dans la passerelle 2. Ce bandeau d’écran 100 est situé à l’intérieur de la passerelle 2, entre la verrière 20 et les pupitres de commande 200, de façon à ce que l’officier de quart puisse voir ces écrans 101 - 105 lorsqu’il est assis sur son fauteuil 220.
Le bandeau d’écrans 100 est centré par rapport à la verrière 20. Autrement formulé, le centre du bandeau d’écrans 100 et le centre de la verrière 20 sont situés dans un même plan vertical parallèle à l’axe longitudinal du navire 1 .
Les écrans 101 - 105 sont répartis en arc-de-cercle autour des deux pupitres de commande 200.
Ils sont fixés dans le plafond de la passerelle 2 de manière inclinés vers les pupitres de commande 200 de manière à faciliter leur visualisation par l’officier de quart.
Plus précisément ici, les écrans 101 - 105 sont disposés selon un développé conique permettant d’optimiser l’angle d’affichage pour l’officier de quart lorsque ce dernier est assis dans l’un ou l’autre des deux fauteuils 220.
Les écrans 101 - 105 se trouvent ainsi situés sur un cône d’axe vertical, dont l’angle au sommet est compris entre 40 et 90 degrés et est par exemple égal à 60 degrés.
Le poste de commande 10 comporte par ailleurs au moins un capteur d’images qui est orienté vers l’avant du navire 1 de façon à pouvoir acquérir des images brutes sur lesquelles apparaît l’environnement situé à l’avant du navire 10.
On pourrait prévoir que le poste de commande 10 comporte une unique caméra, de type « panoramique », présentant un grand champ de vision (supérieur à 100 degrés).
Ici, le poste de commande 10 comportera plutôt plusieurs caméras orientées horizontalement, dans des directions différentes.
Dans l’exemple considéré, le poste de commande 10 comporte exactement trois caméras, dont une caméra orientée vers l’avant du navire 1 et deux caméras orientées respectivement vers la droite et vers la gauche du navire 1. Ces deux caméras présentent des axes optiques qui sont alors inclinées par rapport à l’axe optique de la première caméra avec un angle compris entre 15 et 100 degrés, ici égal à 45 degrés.
L’intérêt d’utiliser trois caméras plutôt qu’une seule est qu’il est possible d’obtenir des images plus précises de zones éloignées de l’environnement. Telles que représentées sur la figure 3, les caméras 500 sont fixées à l’intérieur de la passerelle 2, à l’arrière de la verrière 20. Elles peuvent ainsi être fixées au plafond de la passerelle. En variante, elles peuvent être fixées sur le bandeau d’écrans 100 de façon à former avec ce dernier un ensemble monobloc. De cette façon, les caméras 500 sont protégées des embruns et les images brutes sont acquises sous un angle de vue très proche de l’angle sous lequel l’officier de quart observe l’environnement au travers de la verrière 20.
En variante, comme le montre la figure 6, les caméras 501 pourraient être fixées au-dessus de la passerelle 2, par exemple sur un mât vertical. Dans cette variante, les caméras 501 auront un angle de vision de l’environnement différent de celui de l’officier de quart, mais elles seront en mesure d’acquérir des images de parties de l’environnement non visibles depuis la passerelle 2.
Les caméras 500 sont quoiqu’il en soit utilisées pour capturer des images brutes de l’environnement qui est situé à l’avant du navire 10.
Le bandeau d’écrans 100 est quant à lui principalement prévu pour afficher :
- une image de l’environnement qui est homologue de la vue de l’environnement depuis l’intérieur de la passerelle 2 au travers de la verrière 20, et
- des informations en superposition de cette image, de façon à générer un affichage du type « réalité augmentée ».
Pour piloter l’affichage de ces images et informations sur le bandeau d’écrans 100, le poste de commande 10 comporte un calculateur 600.
Ce calculateur 600 comporte au moins un processeur (CPU), au moins une mémoire et différentes interfaces d'entrée et de sortie.
Grâce à sa mémoire, le calculateur mémorise des données utilisées dans le cadre du procédé de correction de la position estimée décrit ci-après.
Il mémorise ainsi une base de données dont l’architecture sera détaillée ci-après, et une application informatique constituée de programmes d’ordinateur comprenant des instructions dont l’exécution par le processeur permet la mise en œuvre par le calculateur du procédé de pilotage des écrans 101 - 105.
Grâce à ses interfaces de sortie, le calculateur 600 est adapté à piloter les cinq écrans 101 - 105 du bandeau d’écrans 100.
Grâce à ses interfaces d’entrée, le calculateur 600 est adapté à recevoir les images brutes acquises par les trois caméras 500. Il est également adapté à recueillir des données externes obtenues à l’aide d’autres équipements du navire 10.
Parmi ces autres équipements, le navire 1 comporte par exemple un système d’identification automatique de navires, plus connu sous le nom de système AIS (de l’anglais « Automatic Identification System »).
Il comporte par exemple aussi un système de télédétection, et plus précisément ici un système RADAR.
Il comporte enfin un système de géolocalisation par satellites (ici un système GPS associé à un système ECDIS de cartographie).
Selon l’invention, le calculateur 600 est adapté à mettre en œuvre un algorithme de pilotage des écrans 101 - 105 qui comporte trois étapes principales, à savoir :
- une étape d’acquisition d’une image représentant l’environnement à l’avant du navire 1 ,
- une étape de traitement de cette image afin d’y détecter d’éventuelle(s) zone(s) remarquable(s), et
- une étape de pilotage des écrans 101 - 105 du bandeau d’écran 100 pour qu’ils affichent l’image précitée et, en superposition de cette image, un élément graphique distinguant chaque zone remarquable détectée.
On peut décrire en détail ces trois étapes.
Au cours de la première étape dite d’acquisition, le calculateur 600 acquiert la dernière image brute capturée par chacune des caméras 500.
Puis, il fusionne les trois images brutes acquises de façon à former une seule et même image à afficher, ci-après appelée « image Img1 ».
L’image Img1 obtenue présente une forme panoramique, et des proportions (hauteur/largeur) correspondant aux proportions de l’ensemble formé des cinq écrans 101 -105 du bandeau d’écrans 100.
Cette opération de fusion peut consister simplement à accoler les images brutes (avec un éventuel recouvrement des images brutes si des zones de l’environnement apparaissent sur plusieurs images brutes), puis à découper cet ensemble aux dimensions souhaitées.
Lors de cette première étape, le calculateur acquiert également les données externes issues des systèmes AIS et RADAR et ECDIS.
Au cours de la seconde étape dite de traitement, le calculateur 600 applique à l’image Img1 un algorithme de traitement permettant de détecter des zones remarquables de cette image.
Une zone remarquable correspond à une zone de l’environnement utile à connaître pour manœuvrer le navire 1 en toute sécurité.
Comme le montre la figure 4, on distingue trois types de zones remarquables :
- les obstacles fixes Z0, qui correspondent par exemple à des écueils ou à des dangers isolés,
- les amers Z1 qui correspondent à des points de l’environnement répertoriés dans le système de cartographie, et à partir desquels il est possible de se repérer,
- les bateaux Z2.
La façon selon laquelle l’algorithme de traitement d’images sera élaboré ne sera pas ici décrite en détail. On pourra seulement préciser que des techniques d’élaboration par apprentissage automatique (ou en anglais « machine learning ») seront préférées, eu égard à la qualité des résultats qu’elles fournissent.
A l’issue de cette opération, le calculateur 600 stocke les résultats du traitement de l’image Img1 dans la base de données prévue à cet effet.
Cette base de données pourra par exemple comporter un enregistrement pour chaque zone remarquable Z0, Z1 , Z2 détectée.
Chaque enregistrement comportera plusieurs champs, parmi lesquels :
- les coordonnées, en pixel, de la zone remarquable sur l’image Img1 ,
- les coordonnées, en longitude et latitude, de la zone remarquable sur le globe terrestre,
- la classification de cette zone remarquable (amer, obstacle fixe, bateau).
Les coordonnées, en longitude et latitude, de la zone remarquable sur le globe terrestre pourront être déduites des coordonnées, en pixel, de la zone remarquable sur l’image Img1 , ainsi que du cap du navire 10 et de la position GPS du navire 10.
Une fois les résultats du traitement de l’image Img1 enregistrés dans la base de données, le calculateur 600 vérifie s’il existe une correspondance entre ces résultats et les données issues des systèmes AIS, RADAR et ECDIS (cartographie). On peut également prévoir qu’il vérifie s’il existe une correspondance entre ces résultats et les données issues d’autres capteurs éventuellement installés à bord.
En pratique, le calculateur 600 détermine si chaque zone remarquable Z0, Z1 , Z2 détectée est également cartographié par le système ECDIS et/ou référencé par le système AIS et/ou détectée par le système RADAR.
Plus précisément, le calculateur 600 vérifie que les coordonnées, en longitude et latitude, de chaque zone remarquable classifiée comme « obstacle fixe » correspondent bien à un danger répertorié par le système ECDIS et/ou à un danger vu par le système RADAR. En variante, il pourrait également utiliser d’autres systèmes de cartographie pour vérifier que les coordonnées de chaque zone remarquable classifiée comme « obstacle fixe » correspondent bien à un danger répertorié.
Le calculateur 600 vérifie également que les coordonnées, en longitude et latitude, de chaque zone remarquable classifiée comme « amer » correspondent bien à un amer répertorié par le système ECDIS. Ici encore, en variante, il pourrait utiliser d’autres systèmes de cartographie.
Le calculateur 600 vérifie enfin que les coordonnées, en longitude et latitude, de chaque zone remarquable classifiée comme « bateau » correspondent bien à un bateau répertorié par le système AIS.
Si tel n’est pas le cas, l’enregistrement associé à la zone remarquable correspondante est stocké dans la base de données de façon distincte, et reste accessible par le calculateur si besoin.
Dans le cas contraire, les informations issues du système ECDIS ou AIS sont stockées dans l’enregistrement correspondant de la base de données.
Au cours de la troisième étape dite de pilotage, le calculateur 600 commande l’affichage de l’image Img1 par les écrans 101 - 105 du bandeau d’écrans 100 (voir figure 4).
A ce stade, l’officier de quart peut donc observer sensiblement la même vue au travers de la verrière 20 et sur le bandeau d’écrans 100.
Une application de filtrage des informations est mise à la disposition de l’officier de quart. Cette application, ici développée en technologie WEB, est affichable sur un navigateur Internet installé sur une station de travail reliée au réseau (cette station de travail étant incorporée au poste de pilotage ou à une tablette mobile ou au fauteuil 220). Cette application permet de filtrer les types d’objets à mettre en évidence en réalité augmentée sur le bandeau d’écrans 100. Elle permet également de faire en sorte que les objets situés à une distance supérieure à un seuil déterminé ne soient pas affichés ou mis en évidence.
Plus précisément ici, grâce à cette application, le calculateur 600 peut commander l’affichage, en superposition de l’image Img1 , d’éléments graphiques permettant de distinguer les zones remarquables Z0, Z1 , Z2 du reste de l’image Img1 (voir figure 5).
A titre d’exemple illustratif, le calculateur 600 peut ainsi commander l’affichage d’un symbole 150 tel qu’un cercle autour de chaque zone remarquable Z0 correspondant à un obstacle fixe.
Il peut également commander l’affichage d’un symbole 151 A tel qu’un cercle autour de chaque zone remarquable Z1 correspondant à un amer, et d’une vignette 151 reliée à ce symbole 151 A. Alors, la vignette pourra afficher des informations issues du système ECDIS (ou d’autres systèmes de cartographie) et caractérisant cet amer (position GPS de l’amer, cap vers l’amer, nom de l’amer...).
Il peut aussi commander l’affichage d’une vignette 152 à côté de chaque zone remarquable Z2 correspondant à un bateau, cette vignette 152 affichant des informations issues du système AIS et caractérisant ce bateau (nom du bateau, position GPS, cap, vitesse...).
De manière plus générale, on pourra programmer le calculateur pour que le bandeau d’écran puisse afficher toute information géo-référencée transmise par le système de pilotage (zones, routes ou points spéciaux du système ECDIS, pistes transmises par le système RADAR ou par tout autre capteur), qu’il y ait ou non corrélation entre les résultats issus de l’étape de traitement d’images et les données issues du système de pilotage.
La présente invention n’est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais l’homme du métier saura y apporter toute variante conforme à l’invention.
Ainsi, on pourrait prévoir que le bandeau d’écran comporte un seul et unique écran, au format panoramique.
Selon une autre variante, on pourrait prévoir que l’officier de quart puisse utiliser le bandeau d’écran 100 pour afficher, sur tout ou partie de ce bandeau d’écran, des applications autres que celle précitée, liées au métier de marin (typiquement des applications ARPA, CONNING...) ou des interface représentant les données transmises par les capteurs de navigation (répétiteurs).
Dans le mode de réalisation décrit en référence aux figures, l’image Img1 affichée sur le bandeau d’écrans 100 est une vue qui se rapproche de celle que l’officier de quart a depuis son fauteuil 220 lorsqu’il regarde au travers de la verrière 20.
On comprend alors que lorsque l’officier de quart se déplace dans la passerelle, la vue qu’il a de l’environnement est homologue mais par identique à l’image Img1.
Dans un autre mode de réalisation de l’invention, on pourrait alors prévoir de détecter la position de l’officier de quart dans le bateau, puis d’afficher sur le bandeau d’écrans 100 une vue de l’environnement qui soit la plus proche possible de celle que l’officier de quart a, eu égard à sa position dans la passerelle. Cette vue pourrait en outre être affichée sur un écran portatif (tablette, jumelles,...).

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de pilotage de l’affichage d’informations sur un bandeau d’écran (100) équipant un poste de commande (10) de passerelle (2) de bateau (1 ), le poste de commande (10) comportant au moins un capteur d’images (500 ; 501 ) orienté vers l’avant du bateau (1 ),
le procédé étant caractérisé en ce qu’il comporte :
- une étape d’acquisition, au moyen de chaque capteur d’images (500 ; 501 ), d’une image (Img1 ) représentant l’environnement à l’avant du bateau (1 ),
- une étape de traitement de ladite image (Img1 ) afin de détecter chaque zone remarquable (Z0, Z1 , Z2) de cette image (Img1 ), et
- une étape de pilotage du bandeau d’écran (100) pour qu’il affiche l’image (Img1 ) et, en superposition de cette image (Img1 ), au moins un élément graphique (150, 151 , 152) distinguant ladite zone remarquable (Z0, Z1 , Z2).
2. Procédé de pilotage selon la revendication précédente, dans lequel, le poste de commande (10) comportant un pupitre de commande (200) et une verrière (20) ouverte vers l’avant du bateau (1 ), à l’étape de pilotage, l’image (Img1 ) affichée sur le bandeau d’écran (100) présente une vue de l’environnement homologue de celle visible au travers de la verrière (20) depuis le pupitre de commande (200).
3. Procédé de pilotage selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit élément graphique (150) est un symbole adapté à mettre en exergue la zone remarquable (Z0) sur ladite image (Img1 ).
4. Procédé de pilotage selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit élément graphique (151 , 152) est une vignette affichant des informations caractérisant la zone remarquable (Z1 , Z2).
5. Procédé de pilotage selon la revendication précédente, dans lequel, le bateau (1 ) comportant au moins un autre capteur (4) adapté à acquérir des données externes autres que des images, lesquelles données externes étant relatives à l’environnement du bateau (1 ), à l’étape d’acquisition, il est prévu d’acquérir au moins une donnée externe à l’aide dudit autre capteur (4), à l’étape de traitement, il est prévu de vérifier la correspondance entre ladite zone remarquable (Z0, Z1 , Z2) et ladite donnée externe, et, si la correspondance est vérifiée, à l’étape d’affichage, la vignette affiche des informations issues de ladite donnée externe.
6. Procédé de pilotage selon la revendication précédente, dans lequel ledit autre capteur (4) est un système d’identification automatique de bateau (AIS) ou un système de télédétection.
7. Dispositif d’aide au pilotage d’un bateau (1 ), caractérisé en ce qu’il comporte :
- un bandeau d’écran (100) adapté à être intégré à un poste de commande du bateau (1 ), et
- un calculateur (600) qui est adapté à être connecté à au moins un capteur d’images (500 ; 501 ) orienté vers l’avant du bateau (1 ), et qui est adapté à piloter le bandeau d’écran (100) selon un procédé de pilotage conforme à l’une des revendications précédentes.
8. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le bandeau d’écran (100) comprend plusieurs écrans répartis en arc-de-cercle autour du pupitre de commande (200).
9. Dispositif selon l’une des deux revendications précédentes, dans lequel le bandeau d’écran (100) comprend entre 1 et 7 écrans.
10. Poste de commande (10) de passerelle (2) de bateau (1 ), comprenant une verrière (20) ouverte vers l’avant du bateau (1 ) et au moins un pupitre de commande (200) placé à l’arrière de la verrière (20),
caractérisé en ce qu’il comporte :
- au moins un capteur d’images (500 ; 501 ) orienté vers l’avant du bateau
(1 ), et
- un dispositif conforme à l’une des trois revendications précédentes.
1 1 . Poste de commande (10) selon la revendication précédente, dans lequel le bandeau d’écran (100) est situé au-dessus de la verrière.
12. Poste de commande (10) selon l’une des deux revendications précédentes, dans lequel la verrière (20) comporte des vitres qui sont toutes inertes.
13. Bateau (1 ) comprenant un poste de commande (10) conforme à l’une des trois revendications précédentes.
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