FR2949569A1 - Systeme d'aide a la navigation a affichage 3d et son procede d'affichage - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système d'aide à la navigation aérienne à affichage 3D comprenant un dispositif anticollisions, un moyen de mémorisation de données représentant des obstructions, des moyens pour calculer une représentation des obstructions (60, 61, 62, 63) dans un espace en trois dimensions et un dispositif d'affichage des données d'obstructions en trois dimensions. Le système comporte des moyens pour augmenter l'affichage de la représentation de la zone d'obstructions à risque avec au moins deux objets de signalisation (71 et 72) de ladite zone d'obstructions à risque disposés ensembles de façon à former un troisième objet ciblant la localisation du point (64) de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef. L'invention concerne également le procédé d'affichage des objets de signalisation dans un afficheur en trois dimensions.

Description

SYSTEME D'AIDE A LA NAVIGATION A AFFICHAGE 3D ET SON PROCEDE D'AFFICHAGE

Le domaine de l'invention concerne les systèmes d'aide à la navigation aérienne, et plus précisément pour les fonctions de surveillance anticollision terrain et/ou obstacle implémentées pour les afficheurs de vol en représentation trois dimensions (3D), de type système de vision synthétique ou système de vision à réalité augmentée.

De part le type de missions réalisées, l'atterrissage et décollage en zone difficiles d'accès, parfois non préparées, ou le vol en basse altitude, l'hélicoptère, par exemple, est un appareil très fortement exposé au risque de collision avec des obstacles situés dans son environnement proche. Au delà de l'aspect géographique, lors d'opérations d'évacuation sanitaire, l'utilisation de l'hélicoptère est bien souvent réservée à des cas d'urgence de survie pour lesquels la rapidité d'action et la continuation de la mission sont vitales pour la victime à secourir. Le caractère urgent de la mission et la prise de risques qui en découle augmentent d'autant les risques de se retrouver à proximité d'obstacles.

En réponse, le comité SC-212 du consortium aéronautique RTCA, Radio Technical Commission for Aeronautics , a défini le service opérationnel minimum rendu par un système de type hélicoptère-TAWS, Terrain Awareness and Warning System en langage anglo-saxon. Le but d'un tel système est de générer une alerte lorsque l'aéronef se retrouve dans une situation dangereuse où les marges opérationnelles ne sont plus respectées. En parallèle, le comité SC-213 du RTCA travaille sur la définition du besoin des systèmes de vision à réalité augmentée (EVS, pour Enhanced Vision System en langage anglo-saxon) et de vision synthétique (SVS, pour Synthetic Vision System ). L'intérêt de ces systèmes est d'accroître la perception, par le pilote, de l'environnement de l'appareil. Cela passe notamment par une présentation en trois dimensions du relief alentour, relief issu soit de l'acquisition de donnée type infrarouge, soit d'un modèle numérique de terrain.

Les solutions existantes envisagées sont les systèmes de type TAWS couplés ou non de manière classique à un système type EVS/SVS. L'homme du métier connaît les systèmes de type TAWS. Ces systèmes ont pour but de générer une alerte lorsque l'aéronef se trouve dans une situation dangereuse où les marges opérationnelles ne sont plus respectées. Les TAWS en tant que calculateur autonome ou intégré avec les fonctions TCAS signifiant Traffic Collision Avoidance System en langage anglo-saxon, et WXR signifiant Weather Band X Radar , dans un ISS, Integrated Surveillance System , remplissent une fonction primaire de surveillance d'anticollision ( Safety Net ) avec le terrain et ont pour but l'émission d'alertes sonores lors d'une approche exceptionnelle du relief permettant à l'équipage de réagir en engageant une ressource verticale avant qu'il ne soit trop tard. Pour ce faire, les systèmes TAWS, découplés de systèmes de navigation, procèdent de deux manières. Ils comparent périodiquement la trajectoire théorique que décrirait l'aéronef lors d'une ressource et la compare à une coupe du terrain et aux obstacles survolés obtenus à partir d'un modèle numérique de terrain mondial ou local embarqué à bord du calculateur. Ou alors, certains TAWS intègrent également des modes dit modes réactifs qui, en comparant périodiquement certains des paramètres courants de l'appareil, par exemple la radio-altitude et la vitesse verticale, différents abaques déterminent si la situation actuelle de l'aéronef est une situation normale ou si elle est potentiellement dangereuse. Dans ce dernier cas, une alerte, limitée à un message oral, est générée pour informer l'équipage. La disponibilité d'un modèle du terrain autorise des fonctions permettant d'améliorer la perception de la situation de l'équipage. Parmi elles, les lignes d'alerte, communément appelée Alert Une en langage anglo-saxon, ont pour objectif de délimiter les zones de terrain pour lesquelles une alerte TAWS est susceptible d'apparaitre. Les Alert Area montrent quant à elles, les zones provoquant une alerte TAWS.

De nombreux documents brevet décrivent ce type de système. On peut citer parmi eux le brevet EPO 565399B1 décrivant l'ensemble des concepts de base des TAWS et la demande de brevet US2003/0107499A1 décrivant un dispositif d'affichage des zones de terrain à risque et capable de provoquer une alerte TAWS.

Lorsqu'un système TAWS n'est pas couplé à un système type EVS/SVS, l'affichage d'un TAWS est souvent présenté en deux dimensions sous forme de zones de couleurs. L'équipage doit donc mener une réflexion pour faire le lien entre les informations présentées en 3D par un système type SVS/EVS et celle présentée en 2D un système type TAWS Lorsqu'il est couplé à un système type EVS/SVS, les couplages existants reposent bien souvent sur un placage des zones de couleurs calculées en deux dimensions sur la structure trois dimensions utilisée pour représenter le terrain et les obstacles. Du fait des difficultés liées à l'interprétation des symboles 3D, ces couplages basés sur de la coloration nécessite une réflexion de la part de l'équipage pour déterminer avec précision quelle est la zone à éviter et quelle manoeuvre permet d'y arriver. De plus, la résolution de représentation de l'espace en trois dimensions diffère souvent de celle de l'espace en deux dimensions. Il en résulte des erreurs de représentation des zones de risque dans l'espace en trois dimensions lorsque ces zones de risque ont été initialement calculées dans un espace en deux dimensions de résolution inférieure. On connaît par exemple, le brevet US 2004160 qui propose une solution de couplage d'un système de type TAWS et système d'affichage de type SVS.

L'objectif de l'invention est de proposer une solution technique d'aide à la navigation et à la fois de surveillance anticollision pour des systèmes de vision synthétique ou de vision à réalité augmentée habituellement utilisés uniquement pour l'aide à la navigation.

Plus précisément, l'invention est un système d'aide à la navigation aérienne destiné à représenter une zone d'obstructions à risque dans une représentation des obstructions en trois dimensions comprenant un dispositif anticollisions, un moyen de mémorisation de données représentant des obstructions, des moyens pour calculer une représentation des obstructions dans un espace en trois dimensions et un dispositif d'affichage des données d'obstructions en trois dimensions, le dispositif anticollision étant destiné à détecter dans une zone de surveillance une zone d'obstructions à risque de collision à l'intérieur d'une enveloppe de protection courante de l'aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte : des moyens pour calculer la dimension horizontale, la dimension verticale de ladite zone d'obstructions à risque et la localisation du point de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef des moyens pour augmenter l'affichage de la représentation de la zone d'obstructions à risque avec au moins deux objets de signalisation de ladite zone d'obstructions à risque, un premier objet signalant la dimension horizontale et un second objet signalant la dimension verticale de ladite zone d'obstructions à risque, le premier et le second objet étant disposés ensembles de façon à former un troisième objet ciblant la localisation du point de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef.

Avantageusement, le premier objet de signalisation est affiché sous la forme d'un symbole sensiblement longitudinal à un axe horizontal, soit dans des termes aéronautiques un axe parallèle à l'axe horizontal représentant par exemple l'assiette de vol de l'aéronef et en ce que le second objet de signalisation est affiché sous la forme d'un symbole sensiblement longitudinal à un axe vertical. Avantageusement, le troisième objet, formé par le premier et le second objet de signalisation ensembles, comporte au moins une partie sensiblement de la forme d'un T ciblant la localisation du point de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef.

De préférence, un objet de signalisation est affiché sous la forme d'au moins deux symboles distincts dépendant de la localisation du point de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef, un premier symbole lorsque le dit point est localisé à l'intérieur de la zone de représentation des obstructions affichée et un second symbole lorsque le dit point est localisé à l'extérieur de la zone de représentation des obstructions affichée. De préférence, le premier objet de signalisation est affiché sous la forme d'un troisième symbole de façon à signaler la présence d'une zone d'obstructions à risque localisée à l'extérieur de la zone de représentation des obstructions affichée. De préférence, les données d'obstructions représentent des obstructions de type terrain et de type obstacle. Selon une variante de l'invention, les données d'obstructions 15 affichées proviennent de bases de données mémorisant un modèle numérique de terrain et d'obstacles. Selon une autre variante de l'invention, les données d'obstructions affichées proviennent d'un moyen d'acquisition d'image.

20 L'invention concerne également le procédé d'affichage pour le système d'aide à la navigation aérienne destiné à représenter une zone d'obstructions à risque dans une représentation des obstructions en trois dimensions, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : Calcul d'une zone d'obstructions à risque à l'intérieur d'une 25 enveloppe de protection courante de l'aéronef, Calcul de la dimension horizontale de ladite zone d'obstruction, de la dimension verticale de ladite zone d'obstructions à risque et la localisation du point de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef. Affichage d'un premier objet représentant la dimension horizontale 30 de la zone d'obstruction et d'un second objet représentant la dimension verticale de ladite zone d'obstructions à risque, le premier et le second objet étant disposés ensembles de façon à former un troisième objet ciblant la localisation du point de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef.

La dimension horizontale est la projection horizontale des extrémités gauche et droite de la zone d'obstructions à risque sur l'axe horizontal de la zone de surveillance des obstructions. La dimension verticale est la projection verticale des extrémités bas et haut de la zone d'obstructions à risque sur l'axe vertical de la zone de surveillance des obstructions. Avantageusement, le premier objet est positionné en vertical à la coordonnée du point de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef.

Avantageusement, le second objet est positionné en horizontal à la coordonnée du point de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef. Le procédé affiche au moins deux couches d'informations, les deux couches étant superposées et, une première couche d'informations représentant les données d'obstructions et une seconde couche d'informations représentant les données de navigation. Avantageusement, le procédé affiche le premier et le second objet, représentant les dimensions de la zone d'obstructions à risque dans la seconde couche d'informations.

Un premier avantage est l'indépendance du système et du procédé vis à vis des systèmes de représentation en trois dimensions avec lesquels ils sont couplés. Le calcul des objets de signalisation en deux dimensions et l'affichage dans la représentation en trois dimensions au niveau de la couche d'information permet de ne pas avoir à gérer une adaptation de résolution, également le masquage par une zone de terrain dans le champ de vision des informations de l'obstruction à afficher et ainsi que les incohérences de localisation du point de l'obstruction calculé si celui-ci ne représente pas une zone terrain ou obstacles. Un second avantage est que les objets affichés évoluent en fonction du comportement de l'aéronef et fournissent ainsi une indication de navigation simple et pertinente au pilote concernant la zone d'obstruction pour laquelle une alerte est générée par le dispositif anticollision.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles : La figure 1 représente un schéma d'un profil vertical de données 5 terrain dans le but d'illustrer le calcul des données obstructions représentées dans le dispositif d'affichage. La figure 2 représente un schéma d'un plan horizontal de données terrain dans le but d'illustrer le calcul des données obstructions représentées dans le dispositif d'affichage. 10 La figure 3 représente l'affichage d'un dispositif de type SVS augmenté des données de surveillance des obstructions. La figure 4 représente une situation de vol lorsque la zone d'obstruction à risque détectée est localisée en partie en dehors de l'affichage du dispositif de type SVS. 15 La figure 5 représenté le mode d'affichage des données de surveillance pour la situation telle que décrite à la figure 4. La figure 6 représente une situation de vol lorsque la zone d'obstruction à risque détectée est localisée en dehors de l'affichage du dispositif de type SVS. 20 La figure 7 représenté le mode d'affichage des données de surveillance pour la situation telle que décrite à la figure 6. L'invention concerne un système d'aide à la navigation aérienne vis-à-vis d'obstructions destiné à signaler à l'équipage au moins une zone d'obstructions à risque dans un afficheur de vol de type EVS et/ou SVS. Ce 25 système de surveillance équipe tout type d'aéronef mais trouve un intérêt particulier pour les hélicoptères d'intervention de sauvetage généralement exposés au terrain et aux obstacles. En outre, le système d'aide à la navigation comprend les moyens suivant combinés ensembles :

30 - Un dispositif anticollisions : Le dispositif comprend les moyens de calcul réalisant la fonction de détection des zones d'obstructions susceptibles de présenter un risque de collision dans une zone de surveillance au devant de l'aéronef. Pour cela, le dispositif anticollisions calcule une enveloppe de protection au devant de l'aéronef et compare la 35 localisation des obstructions vis-à-vis de cette enveloppe de protection.

La zone de surveillance est définie dans le plan horizontal par une surface de la forme d'un demi-disque s'étendant au devant de l'aéronef et dont le diamètre est centré sur la position courante de l'aéronef. Les caractéristiques de l'enveloppe de protection évoluent en fonction de la vitesse et de la situation de l'appareil. Dans le plan horizontal, l'enveloppe de protection est sensiblement de la forme d'un secteur de disque dont la pointe du secteur est positionnée sur la position courante de l'aéronef et l'arc du cercle dans une zone au devant de l'aéronef. L'ouverture de l'enveloppe de protection dépend de la vitesse de l'appareil ; plus la vitesse est élevée et plus l'ouverture de l'enveloppe de protection (ou l'angle du secteur de disque) est grande. En effet, il est nécessaire d'augmenter la surface de la zone à surveiller, si la vitesse de déplacement de l'aéronef est élevée. Si l'aéronef est en virage, l'enveloppe de protection anticipe le virage et s'ouvre d'avantage vers l'intérieur du virage. En considérant le plan horizontal, deux cas de situation de vol peuvent se présenter ; Dans une première situation, l'aéronef réalise une trajectoire droite ou, dans une seconde situation, l'aéronef réalise une trajectoire en virage. Dans la première situation, l'enveloppe de protection est de la forme d'un secteur de disque comportant un axe de symétrie positionné sur la trajectoire courante de l'aéronef. Dans la seconde situation, l'enveloppe de protection est de la forme d'un secteur de disque dont l'un des côté s'ouvre vers l'intérieur du virage, l'axe de symétrie est alors déporté de la trajectoire courante de l'aéronef. La figure 1 décrit la trajectoire verticale ou également appelé palpeur utilisée dans le plan vertical pour définir l'enveloppe de protection. La zone de surveillance est définie dans le plan vertical par une trajectoire de montée 20 en altitude d'une durée configurée décomposée en plusieurs phases : Une première phase d'anticipation de la trajectoire de montée, une deuxième phase d'amorçage de trajectoire et une troisième phase de montée durant la durée préconfigurée. La première phase correspond au temps de prise en compte de la consigne de montée, la seconde phase est la phase de transition entre la trajectoire courante et la trajectoire de montée. La durée de chaque phase est configurable et dépend du niveau d'alerte associé au palpeur. La forme des phases de vol (arc de cercle, parabole, segment de droite...) peut également être adaptée selon le niveau de complexité que l'on souhaite donner aux algorithmes de calcul. Le secteur de disque de la zone de surveillance est composée de plusieurs radiales (ou rayon du secteur de disque) séparées d'un angle définissant la précision d'échantillonnage. Sur chacune de ces radiales, la trajectoire de montée est appliquée. En cas de conflit entre l'une des radiales et le modèle numérique de terrain/obstacles, une alerte TAWS est levée et l'affichage des zones d'alertes est effectué. Cet affichage repose sur l'application du profil vertical du palpeur concerné sur chacune des radiales du palpeur. Le dispositif anticollision calcule plusieurs palpeurs selon le niveau d'alerte à générer. En ce qui concerne les deux niveaux d'alerte les plus critiques ( warning et avoid ), le palpeur a pour origine la position courante de l'appareil et est orienté selon la trajectoire de l'aéronef. Pour le premier niveau d'alerte ( caution ), l'origine du cône du palpeur est la position de l'appareil décalée en aval sur la trajectoire de l'aéronef d'un temps configuré dans le système.

Le dispositif anticollision comprend les moyens de génération d'alertes sonores et visuelles. Plusieurs niveaux d'alertes sonores sont générés et le dispositif est également associé à au moins un moyen d'affichage représentant une image dans un espace en deux dimensions symbolisant les zones d'obstruction à risque. - Un dispositif d'affichage des données d'obstructions en trois dimensions : le dispositif d'affichage est mis en oeuvre selon un affichage de type vision synthétique (SVS) dans un premier mode de réalisation ou selon un affichage de type vision à réalité augmentée (EVS) dans un second mode de réalisation.

- Des moyens d'affichage de la fonction SVS et EVS : Le dispositif d'affichage est couplé à des moyens pour calculer une représentation des obstructions dans un espace en trois dimensions. Les moyens d'affichage affichent à l'écran les données selon au moins deux couches d'informations. Une première couche en arrière plan représente les données terrain et obstacles tandis qu'une seconde couche, disposée en premier plan représente des informations de navigation aérienne, telles que la vitesse, l'assiette, l'altitude etc.... Ces moyens d'affichage de la fonction SVS et EVS sont portés par le calculateur du dispositif anticollision ou le calculateur du dispositif d'affichage lui-même.

- Un moyen de mémorisation de données représentant des obstructions. Dans le premier mode de réalisation à affichage de type SVS, les données représentant les obstructions sont issues d'une base de données contenant un modèle numérique du terrain et des obstacles. Dans le second mode de réalisation à affichage de type EVS, les données représentant les obstructions sont issues d'une source d'acquisition d'images, comme par exemple une caméra thermique.

- La fonction d'aide à la navigation selon l'invention est réalisée par le calculateur du dispositif anticollision. En outre, le calculateur du dispositif anticollision comprend : Des moyens pour calculer la dimension horizontale, la dimension verticale de ladite zone d'obstructions à risque et la localisation du point de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef, Des moyens pour augmenter l'affichage de la représentation de la zone d'obstructions à risque avec au moins deux objets de signalisation de ladite zone d'obstructions à risque, un premier objet signalant la dimension horizontale et un second objet signalant la dimension verticale de ladite zone d'obstructions à risque, le premier et le second objet étant disposés ensembles de façon à former un troisième objet ciblant la localisation du point de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef. Les figures 1 et 2 représentent les données calculées par le système d'aide à la navigation. Le procédé d'affichage est destiné à représenter une zone d'obstructions à risque dans une représentation des obstructions en trois dimensions.

Pour cela, il comporte une première étape de calcul d'une zone d'obstructions à risque à l'intérieur d'une enveloppe de protection courante de l'aéronef. Les données affichées sont calculées dans un espace en deux dimensions dans le profil vertical et dans le profil horizontal. La figure 1 représente un profil d'obstructions vertical 21, la trajectoire du palpeur 20 définissant l'enveloppe de protection de l'aéronef dans un plan vertical.

Lorsque ce palpeur rencontre des points du profil d'obstruction 21 une alerte anticollision est générée. La figure 2 représente la zone affichée par le dispositif d'affichage délimitée par les radiale 50 et 51. Le système d'aide à la navigation calcule les vecteurs de données suivant : Le vecteur 31 entre la position courante de l'aéronef et le point le plus haut du profil d'obstruction 21 rencontrant le palpeur 20, Le vecteur 32 entre la position courante de l'aéronef et le point le plus bas du profil d'obstruction 21 rencontrant le palpeur 20, Le vecteur 33 entre la position courante de l'aéronef et le point du profil d'obstruction le plus proche de l'aéronef. Le vecteur 34 entre la position courante de l'aéronef et l'extrémité gauche de la zone d'obstruction à risque, Le vecteur 35 entre la position courante de l'aéronef et l'extrémité droite de la zone d'obstruction à risque, Les vecteurs 31 à 35 sont calculés pour chaque radiale du secteur de disque définissant le palpeur délimité par les radiales 50 et 51 dans le profil horizontal. Le procédé comporte une seconde étape de calcul de la dimension horizontale 13 de ladite zone d'obstruction, de la dimension verticale 11 de ladite zone d'obstructions à risque et la localisation du point de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef. Du calcul des vecteurs 31 et 32 est déduite la hauteur 11 entre le point le plus haut et le point le plus bas de la zone d'obstruction à risque. La dimension verticale est la projection verticale des extrémités bas et haut de la zone d'obstructions à risque sur l'axe vertical de la zone de surveillance des obstructions. Du calcul des vecteurs 34 et 35 est déduite la largeur 13 entre le point de l'extrémité gauche et le point de l'extrémité droite de la zone d'obstruction à risque. La dimension horizontale est la projection horizontale des extrémités gauche et droite de la zone d'obstructions à risque sur l'axe horizontal de la zone de surveillance des obstructions. Du vecteur 33 est déduit l'altitude 12 par rapport à l'altitude courante de l'aéronef et la distance 10 du point de la zone d'obstruction le plus proche de l'aéronef. Le procédé comporte une troisième étape d'affichage d'un premier objet 71 représentant la dimension horizontale 13 de la zone d'obstruction et d'un second objet 72 représentant la dimension verticale 11 de ladite zone d'obstructions à risque, le premier et le second objet étant disposés ensembles de façon à former un troisième objet ciblant la localisation du point de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef. Le premier objet est positionné en vertical à la coordonnée du point de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef et le second objet est positionné en horizontal à la coordonnée du point de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef.

La figure 3 illustre un affichage de type SVS représentant une zone de vol comprenant des obstructions de type terrain 60 et 63 et de type obstacles comme les lignes haute tension 62 et le réservoir d'eau 61. L'objet 71 représente la largeur de la zone terrain 63 qui présente un risque par rapport au comportement courant de l'aéronef. L'objet 72 représente la hauteur de zone de terrain 63 additionnée de la hauteur de l'obstacle 61 qui présente un risque par rapport au comportement courant de l'aéronef. Le point 64 représente le point de la zone d'obstruction le plus proche de l'aéronef et correspondant au point définissant le vecteur 33 par rapport à la position courante de l'aéronef. Le premier objet 71 est positionné en vertical à la coordonnée du point 64 de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef et le second objet 72 est positionné en horizontal à la coordonnée du point 64 de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef. Ainsi le premier et le second objet 71 et 72 sont disposés ensembles de façon à former un troisième objet (71 et 72 ensembles) ciblant la localisation du point 64 de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef. Les figures 1 à 3 représentent une première situation de vol dans laquelle la zone d'obstruction à risque est positionnée dans le champ de vision du dispositif d'affichage SVS délimité par les lignes 50 et 51. Les objets 71 et 72 sont représentés par des objets de type flèche pleine dont chaque extrémité est terminée par une flèche pointant vers l'extérieur de l'objet lui-même La double flèche symbolise une dimension. Toutefois, des objets d'une autre forme peuvent être représentés tant que le premier objet de signalisation est affiché sous la forme d'un symbole sensiblement longitudinal à un axe horizontal et que le second objet de signalisation est affiché sous la forme d'un symbole sensiblement longitudinal à un axe vertical de façon à former ensembles un troisième objet symbolisant une cible ou un pointeur indiquant la localisation du point le plus proche de la zone d'obstruction générant l'alerte. En outre, le troisième objet, formé par le premier 71 et le second 72 objet de signalisation ensembles, comporte au moins une partie sensiblement de la forme d'un T ciblant la localisation du point de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef. La dimension des objets 71 et 72 affichée dans le dispositif d'affichage augmente ou diminue en fonction des dimensions de la zone d'obstruction à risque détectée par le dispositif anticollision. Dans la situation de la figure 3, l'objet constitué des formes allongées 71 et 72 pointe sur un point de la zone d'obstruction localisé sur la zone inférieure de la zone de terrain 63. Cela indique au pilote que la trajectoire courante de son aéronef est susceptible de devenir extrêmement dangereuse s'il maintient sa trajectoire ainsi. La dimension de l'objet 71 plus faible du côté gauche indique au pilote que la situation de vol à gauche est préférable à celle de droite pour éviter l'obstacle 63. Ce mode de représentation au moyen d'un objet de la forme d'un pointeur ayant des dimensions corrélées aux dimensions de la zone d'obstruction est avantageux dans le sens où les dimensions des objets 71 et 72 représentent également les marges de vol restantes pour surpasser la zone d'obstruction. En plus de signaler la zone d'obstruction à risque, le pilote est informé dans son dispositif d'affichage par des informations de pilotage et de ressource de vol à fournir vis-à-vis de la zone d'obstruction signalée. Si le pilote remontait son assiette de vol et pointait le cap vers la gauche, le point 64 remonterait en s'orientant dans la diagonale supérieure gauche et la partie gauche de l'objet 71, par rapport au point 64 de croisement des objets 71 et 72, diminuerait ainsi que la partie supérieure de l'objet 72, par rapport au croisement des objets 71 et 72.

Les fonctions d'affichage utilisent au moins deux couches d'informations superposées pour la représentation des données sur l'écran des dispositifs d'affichage SVS et EVS. Une première couche en arrière plan représente les données terrain et obstacles pour un système SVS ou les images issues d'un moyen d'acquisition d'image pour un système EVS, tandis qu'une seconde couche, disposée en premier plan représente des informations de navigation aérienne, telles que la vitesse, l'assiette, l'altitude etc.... Selon le procédé d'affichage de l'invention, le premier et le second objet 71 et 72, représentant les dimensions de la zone d'obstructions à risque sont affichés dans la seconde couche d'informations. Ainsi, la signalisation des obstructions à risque, pour un système de type SVS, ne présente pas l'inconvénient du masquage des objets lorsque l'obstruction à risque détectée est positionnée derrière une autre obstruction.

Des situations de vol particulières peuvent se produire du fait que le palpeur puisse couvrir des zones positionnées en partie ou entièrement en dehors de la zone de visualisation affichée dans le dispositif d'affichage. Ces situations se produisent notamment lorsque l'aéronef exécute des trajectoires en virage. En effet, comme il a déjà été décrit précédemment dans la description des fonctions TAWS, le palpeur s'oriente en fonction de la trajectoire courante de l'aéronef. Or, l'affichage du système de vision de type SVS ou EVS peut être décalé de l'orientation de la trajectoire courante. Les figures 4 et 5 représentent une seconde situation de vol dans laquelle la zone d'obstruction à risque détectée est en partie en dehors de la zone de visualisation du dispositif d'affichage. La figure 4 représente un plan horizontal dans lequel les radiales 50 et 51 symbolisent le champ de vision représenté dans le dispositif d'affichage. L'enveloppe de protection de l'aéronef est délimitée par les radiales 53 et 54. Une zone d'obstruction 52 est détectée à l'intérieur de l'enveloppe de protection, une partie de cette zone est localisée à l'intérieur du champ de vision affichée tandis qu'une autre partie de la zone d'obstruction est localisée à l'extérieure. De plus, le point de la zone d'obstruction le plus proche de l'aéronef est localisé à l'extérieur du champ de vision affiché. La représentation de ce type de situation de vol est gérée par le système d'aide à la navigation. En outre, un objet de signalisation est affiché sous la forme d'au moins deux symboles distincts dépendant de la localisation du point de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef, un premier symbole lorsque le dit point est localisé à l'intérieur de la zone de représentation des obstructions affichée et un second symbole lorsque le dit point est localisé à l'extérieur de la zone de représentation des obstructions affichée. Selon la figure 5, lorsque le point de la zone d'obstruction à risque le plus proche de l'aéronef est localisé en dehors de l'affichage, l'objet graphique 73 représentant la dimension verticale est représenté par une barre allongée dont au moins une extrémité est différente de l'autre extrémité. L'extrémité à l'intérieur de la zone affichée est symbolisée par une forme représentant une terminaison tandis que l'autre extrémité positionnée en bord d'affichage est symbolisée par une forme suggérant une continuité en dehors de l'affichage. Dans cet exemple d'affichage non limitatif, l'objet 73 est de la forme d'une flèche simple et non double comme représenté en figure 3. L'objet 74 représentant la dimension verticale est d'une forme distincte. Il est représenté par une barre graduée en plusieurs niveaux. Cet objet indique que le point de localisation le plus proche est en dehors de la zone affichée et les niveaux gradués suggèrent une graduation en altitude. Les figures 6 et 7 représentent une troisième situation de vol dans laquelle la zone d'obstruction à risque détectée est entièrement en dehors de la zone de visualisation du dispositif d'affichage. La figure 6 représente un plan horizontal dans lequel les radiales 50 et 51 symbolisent le champ de vision représenté dans le dispositif d'affichage. L'enveloppe de protection de l'aéronef est délimitée par les radiales 53 et 54. Une zone d'obstruction 55 est détectée à l'intérieur de l'enveloppe de protection, cette zone est entièrement localisée à l'extérieur du champ de vision affichée, le point de la zone d'obstruction le plus proche de l'aéronef est localisé à l'extérieur du champ de vision affiché. La représentation de ce type de situation de vol est également gérée par le système d'aide à la navigation. Selon la figure 7, lorsque la zone d'obstruction à risque est localisée en dehors de l'affichage, l'objet graphique 75 représentant la dimension verticale est représenté par une flèche positionnée en bord de fenêtre et pointant vers l'extérieur de l'affichage de façon à signaler la détection d'une zone d'obstruction à risque en dehors de l'affichage. L'objet 73 est positionné en vertical à altitude du point de la zone d'obstruction 55 le plus proche de l'aéronef. L'objet 74 représentant la dimension verticale est d'une forme distincte. Il est représenté par une barre graduée en plusieurs niveaux. Cet objet indique que le point de localisation le plus proche est en dehors de la zone affichée et les niveaux gradués suggèrent une graduation en altitude.

D'autres situations de vol particulières peuvent être représentées par des objets différents des objets représentés en figure 4 à 7, notamment une situation de vol où le pilote se trouve dans l'obligation de manoeuvrer un demi-tour. Dans ce cas-ci, une barre sur la totalité de la largeur de représentation de la zone de vol peut être affichée dans des niveaux de couleur distincts. La forme, la couleur et plus généralement les caractéristiques graphiques des objets affichés ne portent pas atteinte à l'esprit de l'invention, à condition que ces objets aient une forme sensiblement allongée et qu'ensembles ils représentent un objet signalant au pilote le point le plus proche de la zone d'obstruction générant l'alerte TAWS.

L'invention se destine aux systèmes d'aide à la navigation aérienne pour le vol en zone à risque et plus particulièrement pour les hélicoptères de sauvetage par exemple.15

Claims (14)

1. REVENDICATIONS1. Système d'aide à la navigation aérienne destiné à représenter une zone d'obstructions à risque dans une représentation des obstructions en trois dimensions comprenant un dispositif anticollisions, un moyen de mémorisation de données représentant des obstructions, des moyens pour calculer une représentation des obstructions dans un espace en trois dimensions et un dispositif d'affichage des données d'obstructions en trois dimensions, le dispositif anticollision étant destiné à détecter dans une zone de surveillance une zone d'obstructions (61, 63) à risque de collision à l'intérieur d'une enveloppe de protection courante de l'aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte : des moyens pour calculer la dimension horizontale, la dimension verticale de ladite zone d'obstructions à risque et la localisation du point de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef - des moyens pour augmenter l'affichage de la représentation de la zone d'obstructions à risque (61, 63) avec au moins deux objets de signalisation (71, 72) de ladite zone d'obstructions à risque, un premier objet (71) signalant la dimension horizontale et un second objet (72) signalant la dimension verticale de ladite zone d'obstructions à risque, le premier et le second objet étant disposés ensembles de façon à former un troisième objet ciblant la localisation du point (64) de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef.
2. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier objet de signalisation (71) est affiché sous la forme d'un symbole sensiblement longitudinal à un axe horizontal et en ce que le second objet (72) de signalisation est affiché sous la forme d'un symbole sensiblement longitudinal à un axe vertical.
3. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé que le troisième objet, formé par le premier et le second objet de signalisation ensembles, comporte au moins une partie sensiblement de la forme d'un T ciblant la localisation du point (64) de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef.
4. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un objet de signalisation est affiché sous la forme d'au moins deux symboles distincts dépendant de la localisation du point de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef, un premier symbole (71 ou 72) lorsque le dit point est localisé à l'intérieur de la zone de représentation des obstructions affichée et un second symbole (73 ou 74) lorsque le dit point est localisé à l'extérieur de la zone de représentation des obstructions affichée.
5. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier objet de signalisation est affiché sous la forme d'un troisième symbole (75) de façon à signaler la présence d'une zone d'obstructions à risque localisée à l'extérieur de la zone de représentation des obstructions affichée.
6. 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les données d'obstructions représentent des obstructions de type terrain (63) et de type obstacle (61).
7. 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les données d'obstructions affichées proviennent de bases de données mémorisant un modèle numérique de terrain et d'obstacles.
8. 8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, 20 caractérisé en ce que les données d'obstructions affichées proviennent d'un moyen d'acquisition d'image.
9. 9. Procédé d'affichage pour un système d'aide à la navigation aérienne destiné à représenter une zone d'obstructions à risque dans une représentation des obstructions en trois dimensions, caractérisé en ce qu'il 25 comporte les étapes suivantes : - Calcul d'une zone d'obstructions à risque à l'intérieur d'une enveloppe de protection courante de l'aéronef, - Calcul de la dimension horizontale de ladite zone d'obstruction, de la dimension verticale de ladite zone d'obstructions à risque et la 30 localisation du point de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef. - Affichage d'un premier objet représentant la dimension horizontale de la zone d'obstruction et d'un second objet représentant la dimension verticale de ladite zone d'obstructions à risque, le premier et lesecond objet étant disposés ensembles de façon à former un troisième objet ciblant la localisation du point de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef.
10. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la dimension horizontale est la projection horizontale (41) des extrémités gauche et droite de la zone d'obstructions à risque sur l'axe horizontal de la zone de surveillance des obstructions.
11. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la dimension verticale est la projection verticale (42) des extrémités bas et haut de la zone d'obstructions à risque sur l'axe vertical de la zone de surveillance des obstructions.
12. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le premier objet est positionné en vertical à la coordonnée du point (64) de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef.
13. 13. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le second objet est positionné en horizontal à la coordonnée du point (64) de la zone d'obstructions à risque le plus proche de l'aéronef.
14. 14. Procédé selon la revendication 9 affichant au moins deux couches d'informations, les deux couches étant superposées et, une première couche d'informations représentant les données d'obstructions (60, 61, 62, 63) et une seconde couche d'informations représentant les données de navigation, caractérisé en ce qu'il affiche le premier et le second objet (71 et 72), représentant les dimensions de la zone d'obstructions à risque, dans la seconde couche d'informations.25