FR3026506A1 - Poste de commandement et de supervision - Google Patents

Abstract

Ce poste de commandement et de supervision (14, 16) est destiné à être implanté dans une passerelle de navigation (10) d'un navire de combat. Il comporte une console (42, 62), intégrant un ordinateur (80), et un écran tactile transparent (44, 64), constituant un moyen d'affichage et un moyen de saisie de l'ordinateur, disposé sensiblement verticalement au-dessus de la console. Le poste est implanté à demeure, en face d'une baie vitrée (12) de la passerelle de navigation, de manière à permettre à un opérateur utilisant ledit poste de commandement et de supervision de pouvoir lire des informations affichées sur l'écran tactile transparent (44, 64) et d'avoir une vue, à travers l'écran tactile transparent (44, 64) et les baies vitrées, sur un environnement extérieur du navire de combat.

Description

Poste de commandement et de supervision L'invention a pour domaine celui des postes opérationnels qui, à bord d'un navire de combat, bâtiment de surface ou sous-marin, équipent la passerelle de navigation.

Plus particulièrement, l'invention a pour domaine celui des postes opérationnels pour les fonctions de commandement et de supervision, qui sont classiquement de la responsabilité d'opérateurs de commandement : commandant du navire, officier chef de quart, ou officiers de pont. De tels postes opérationnels constituent des interfaces homme / machine avec les systèmes de conduite du navire, aussi bien en phase de paix, qu'en phase de combat (et ceci quel que soit le niveau d'alerte du navire) : conduite de la navigation, conduite des moyens de propulsion du navire, conduite de la sécurité à bord, conduite des moyens de défense et d'attaque, etc. Actuellement, le poste opérationnel dédié spécifiquement au commandant du navire comprend un siège placé devant un pupitre, équipé d'un écran disposé sensiblement horizontalement et sur lequel le commandant peut prendre connaissance de quelques informations standards et figées relatives à la conduite de la navigation du navire. Ce poste est implanté sensiblement au centre de la passerelle, de manière à ce que le commandant, placé à ce poste, ait une vue sur son environnement proche à l'intérieur de la passerelle, et, au-delà de la passerelle, à travers les baies vitrées de celle-ci, sur la mer. Cependant, un tel poste opérationnel ne permet pas au commandant de se déplacer en un autre point de la passerelle tout en continuant à avoir les informations de conduite de la navigation du navire. Par exemple, pour surveiller une manoeuvre d'accostage par le travers du navire, le commandant se déplace vers une baie vitrée placée sur le côté de la passerelle qui lui permet d'observer l'accostage. Ce faisant, il quitte le poste opérationnel qui lui est dédié et perd les quelques informations qui lui étaient fournies.

Mais surtout, un tel poste opérationnel ne permet pas au commandant ou à tout autre opérateur une exploitation aisée des différentes informations et/ou outils dudit poste, tout en conservant une vision d'ensemble, à la fois sur les autres opérateurs présents sur la passerelle de navigation et à la fois sur l'environnement extérieur au navire.

De plus, le flux d'informations qui remonte vers la passerelle de navigation et que les opérateurs de commandement doivent gérer est en forte augmentation, surtout en phase de combat. A cela se rajoute, en outre la technicité des systèmes embarqués qu'il faut gérer. Tout ceci rend complexe la tâche des opérateurs de commandement, pour ce qui concerne notamment l'exploitation des données. Ceci entraîne notamment une perte d'efficacité opérationnelle. L'invention a donc pour but de pallier les problèmes précités. L'invention a pour objet un poste de commandement et de supervision destiné à être implanté dans une passerelle de navigation d'un navire de combat, caractérisé en ce qu'il comporte : - une console, intégrant un ordinateur; - un écran tactile transparent, constituant un moyen d'affichage et un moyen de saisie de l'ordinateur, disposé sensiblement verticalement au-dessus de la console, ledit poste étant implanté à demeure, en face d'une baie vitrée de la passerelle de navigation, de manière à permettre à un opérateur utilisant ledit poste de commandement et de supervision de pouvoir lire des informations affichées sur l'écran tactile transparent et d'avoir une vue, à travers l'écran tactile transparent et les baies vitrées, sur un environnement extérieur du navire de combat. Suivant des modes particuliers de réalisation, le poste comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - ledit ordinateur est du type client léger et est propre à être relié à un réseau de communication local du navire de combat ; - les applications logicielles exécutables par ledit ordinateur sont affichées sous la forme d'icônes sur un bureau informatique affiché par l'ordinateur sur l'écran tactile transparent ; - une application logicielle est du type composant d'interface graphique, propre à présenter des données sous forme synthétique et ergonomique ; - une application logicielle exécutable par ledit ordinateur est d'abord téléchargée auprès d'un serveur d'applications embarqué, accessible depuis ledit poste à travers le réseau de communication local ; - l'ordinateur est configurable en fonction d'une identité de l'opérateur détectée par un moyen de reconnaissance dont est équipé le poste ; - il comporte une fonctionnalité de réalité enrichie permettant un affichage sur l'écran tactile transparent d'une information en surimpression d'un objet réel présent dans le champ d'observation de l'opérateur, compte tenu de la direction d'observation de l'opérateur ; - l'écran tactile transparent présente des dimensions étendues, qui correspondent sensiblement à l'ouverture du champ de vision d'un opérateur ; - le poste est réalisé à partir de composants du commerce COTS pour « Commercial Off The Shelf ». L'invention concerne également une passerelle de navigation d'un navire de combat, comportant des baies vitrées, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un poste de commandement et de supervision el que défini ci-dessus, ledit poste étant implanté à demeure, en face d'une baie parmi les baies vitrées de la passerelle de navigation, de manière à permettre à un opérateur utilisant ledit poste de commandement et de supervision de pouvoir lire des informations affichées sur l'écran tactile transparent tout en ayant une vue, à travers l'écran tactile transparent et la baie vitrée, sur un environnement extérieur du navire de combat.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation particulier, donné uniquement à titre illustratif et non limitatif, et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue d'artiste en perspective d'une passerelle de navigation comportant une pluralité de postes de commandement et de supervision ; - les figures 2 et 3 sont des vues d'artiste en perspective d'un poste de commandement et de supervision plus particulièrement dédié au commandant du navire et implanté au centre de la passerelle de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue d'artiste en perspective d'un poste de commandement et de supervision plus particulièrement dédié à un officier de navigation et implanté à la périphérie de la passerelle de la figure 1 ; - la figure 5 est une représentation schématique de l'architecture informatique d'un poste de commandement et de supervision conforme à celui des figures 2 et 3 ou à celui de la figure 4; et, - la figure 6 est représentation schématique d'une capture d'écran d'un bureau informatique tel qu'il peut être affiché sur l'écran d'un poste de commandement et de supervision conforme à celui des figures 2 et 3 ou à celui de la figure 4. La figure 1 représente schématiquement une passerelle de navigation 10 d'un navire de combat. En particulier vers l'avant du navire, les murs de la passerelle sont pourvus de larges baies vitrées 12, permettant l'observation depuis la passerelle, du monde extérieur.

La passerelle 10 comporte une pluralité de postes de commandement et de supervision, placés en face des baies vitrées de la passerelle. Par exemple, la passerelle comporte un poste principal 14, qui est plus particulièrement dédié au commandant, et plusieurs postes secondaires 16, placés devant des baies vitrées 12 de la passerelle 10, qui sont plus particulièrement dédiés à des officiers de pont. Un poste de commandement et de supervision est implanté dans une position fixe, déterminée lors de la construction de la passerelle. Comme représenté sur les figures 2 et 3, le poste de commandement et de supervision principal 14 est implanté sur une estrade 20 au centre de la passerelle. Cette estrade est surélevée. Elle est accessible par les quelques marches d'un escalier 22. Elle est entourée d'un garde-corps 24. Placé sur cette estrade, le commandant, ou tout autre opérateur de commandement, a une vue générale sur l'intérieur de la passerelle 10 et les autres postes de commandement et de supervision, et, par-delà les baies vitrées 12 de la passerelle 10, sur le monde extérieur. Le poste principal 14 comporte une console 42 et un écran tactile transparent 44. La console 42 présente une surface de travail de forme générale rectangulaire, disposée sensiblement horizontalement. Elle est supportée par une structure de support.

De préférence, la structure de support comporte deux jambages latéraux fixés sur le sol de l'estrade 20. En variantes, la structure de support est constituée par une portion du garde-corps 24. Avantageusement, la structure de support est utilisée comme passe câbles. Avantageusement, la console 42 est escamotable, par exemple par pivotement de la surface de travail vers le bas autour d'un axe parallèle à son bord arrière, de manière à occuper le moins de place possible lorsqu'elle n'est pas en service. Avantageusement encore, pour permettre son utilisation dans différentes positions de travail de l'opérateur (assis, assis-debout, debout), la hauteur de la surface de travail est réglable par l'opérateur.

Pour répondre aux sollicitations mécaniques, notamment en phase de combat, et pour répondre aux critères de sécurité des personnels qui sont en vigueur dans le domaine des navires de combat, les bords latéraux 46 et 47 de la console sont renforcés, recouvert d'un matériau adapté et sont conformés pour présenter des arêtes et des coins arrondis et/ou chanfreinés.

L'écran tactile transparent 44 a une forme sensiblement rectangulaire plane. En variante, l'écran présente une courbure, de préférence telle que la direction du regard de l'opérateur soit sensiblement orthogonale à la surface de l'écran, et ceci quelle que soit l'orientation de la direction du regard, l'opérateur étant situé sensiblement au centre de courbure de l'écran. L'écran tactile transparent 44 est de faible épaisseur, mais présente de grandes dimensions en hauteur et en largeur. Il présente des dimensions étendues, qui correspondent sensiblement à l'ouverture du champ de vision d'un opérateur. Par exemple l'écran possède, dans un plan horizontal, une ouverture angulaire supérieure à 900, de préférence supérieure à 120°, par exemple égale à 180°. L'écran tactile transparent 44 est disposé sensiblement verticalement de préférence à l'aplomb ou légèrement en retrait du bord arrière de la console 42, l'écran étant de préférence maintenu par le haut par un support d'écran fixé au plafond de la passerelle 10.

A priori, puisque l'écran tactile transparent 44 présente des dimensions importantes, l'opérateur peut voir à travers l'écran quelle que soit sa position de travail, et sans réglage de la hauteur de l'écran. Cependant, en variante, la hauteur de l'écran 44 peut être ajustée par l'opérateur. L'écran tactile transparent 44 permet l'affichage d'informations visualisables par l'opérateur, tout en lui permettant de voir à travers l'écran, pour pourvoir observer, au- delà de l'écran, l'intérieur de la passerelle 10, et au-delà des baies vitrées 12 de la passerelle 10, le pont du navire et surtout la surface de la mer jusqu'à l'horizon. Il s'agit là d'une réponse à un besoin souvent exprimé par un marin, à savoir conserver une vision directe sur le monde environnant, c'est-à-dire son environnement proche à l'intérieur de la passerelle et l'environnement extérieur du navire, à travers les baies vitrées de la passerelle. L'écran tactile transparent 44 ne doit pas réduire l'angle de vue de l'opérateur sur le monde environnant. Pour cela, avantageusement, l'écran tactile transparent ne comporte pas de bords latéraux.

L'écran 44 est réalisé dans des matériaux adaptés pour lui conférer une rigidité mécanique compatible avec son utilisation dans le domaine des navires de combat. Avantageusement, les arêtes et coins libres de l'écran 44 sont conformés pour répondre aux exigences de sécurité.

De manière optionnelle, le poste 14 comporte également un siège 48, ancré sur sol de l'estrade 20, de manière à faire face à la console 42 et à l'écran tactile transparent 44. Le siège 48 est réglable pour permettre à l'opérateur d'adopter la posture de travail qu'il souhaite.

Une description similaire à celle venant d'être faite pour le poste principal des figures 2 et 3, pourrait être faite pour le poste secondaire 16 représenté sur la figure 4. Un élément du poste secondaire 16 identique ou similaire à un élément du poste principal 14 est référencé par le même chiffre de référence que celui utilisé pour référencer cet élément identique similaire, augmenté de deux dizaines.

Dans ce mode de réalisation particulier, la console 62 est fixée sur la paroi de la passerelle 10 située sous une baie vitrée 12. L'écran tactile transparent 64 est fixé par son bord inférieur sur une portion arrière de la face supérieure de la console 62. Comme représenté schématiquement sur la figure 5, la console 42, 62 d'un poste de commandement et de supervision 14 ou 16 renferme au moins un ordinateur 80.

De préférence l'ordinateur 80 est du type client léger, dont l'écran tactile transparent 44, 64 constitue à la fois le moyen d'affichage et un moyen de saisie. L'ordinateur 80 comporte une couche matérielle et une couche logicielle. La couche matérielle comporte un moyen de calcul 81, tel qu'un microprocesseur ; un moyen de mémorisation 82, tel qu'une mémoire vive et une mémoire morte ; un moyen de gestion 83 de l'écran tactile transparent, intégrant en particulier une carte graphique pour l'affichage d'informations graphiques 2D et/ou 3D sur l'écran ; un moyen d'interface entrée / sortie 84 permettant de connecter l'ordinateur à différentes périphériques ; et un moyen de communication 85, tel qu'une carte réseau pour la connexion de l'ordinateur à un réseau local 86 du navire de combat.

Parmi les périphériques susceptibles d'être connectés à l'ordinateur 80 via le moyen d'interface entrée / sortie 84, on peut citer une boule de commande, un manche de commande, un ou plusieurs interrupteur(s), des touches, qui constituent autant de périphériques de saisie qui sont avantageusement disposés sur la surface de travail de la console 42, 62 de manière à constituer un ensemble de moyens de saisie offrant à l'opérateur une alternative à l'utilisation de l'écran tactile transparent 44, 64. Une telle redondance des moyens de saisie est nécessaire en cas de mouvements importants du navire de combat, en cas de gros temps par exemple ou en phase de combat, mouvements qui peuvent rendre difficile l'utilisation de l'écran tactile transparent. La couche logicielle comporte un système d'exploitation 91, et différentes applications logicielles 92.

Si un système d'exploitation grand public peut être utilisé, de préférence, le système d'exploitation 91 est un système d'exploitation certifié à usage militaire. Les applications logicielles 92 sont diverses et permettent d'offrir à un opérateur des fonctionnalités métier de gestion des différents systèmes du navire de combat : système de navigation, système de propulsion, systèmes de sécurité à bord, système de commande des moyens de défense et d'attaque, etc. De manière générale, une application 92 permet à l'opérateur d'accéder à une fonctionnalité métier particulière, au travers d'une interface graphique adaptée, affichée sur l'écran tactile transparent 44, 46, qui présente l'information associée à cette fonctionnalité métier de manière synthétique et ergonomique. De préférence, les applications logicielles 92 sont accessibles par l'opérateur depuis un répertoire qui est affiché à l'écran 44, 64 sous une forme graphique et qui présente les différentes applications accessibles sous forme d'icônes. Un tel environnement est souvent désigné par le terme de « bureau ». Une représentation schématique en est donnée à la figure 6. En réalisant une action tactile prédéterminée ayant pour objet une icône placée sur le bureau, l'application 92 correspondant à cette icône est exécutée par l'ordinateur 80. Avantageusement, une application se présente sous la forme d'un composant logiciel graphique du type widget interactif, permettant l'affichage, dans une fenêtre de taille réduite placée sur le bureau, de données relatives à la fonctionnalité associée et qui sont présentées de manière synthétique et ergonomique. Avantageusement, les données affichées par le composant logiciel graphique et la manière de les afficher sont paramétrées par l'opérateur. Ces paramètres d'affichage sont mémorisés dans un profil utilisateur associé à l'opérateur.

Avantageusement encore, pour configurer un poste de commandement et de supervision 14, 16 particulier, un opérateur accède, via le réseau local 86 du navire, à un serveur d'applications 96 embarqué. Ce serveur d'applications 96 offre un catalogue d'applications C. Après sélection d'une application particulière, le code binaire de cette application est téléchargé depuis le serveur d'applications 96, sur le poste 14, 16 considéré. Une fois stockée dans les moyens de mémorisation 82, l'application 92 peut être exécutée par le moyen de calcul 81 du poste 14, 16 considéré. Un poste de commandement et de supervision 14, 16 est polyvalent, au sens où il n'est pas dédié à un opérateur de commandement ou à un type d'opérateur de commandement particulier.

Pour ce faire, la console 42, 62 comporte un moyen de reconnaissance de l'identité de l'opérateur. Le moyen de reconnaissance comporte un périphérique de reconnaissance, tel qu'un lecteur de badge intégrant une puce RFID, ou un détecteur d'iris, ou encore un détecteur de l'empreinte digitale de l'opérateur. Le moyen de reconnaissance comporte une application logicielle de reconnaissance, exécutée sur l'ordinateur 80 de la console, propre à acquérir des données auprès du périphérique de reconnaissance et à interroger un serveur de sécurité 97 embarqué, afin d'obtenir une autorisation d'ouverture de session pour cet opérateur et un profil utilisateur de cet opérateur.

Une fois que l'opérateur est reconnu, le poste 14, 16 ouvre une session de travail et configure le poste de commandement et de supervision conformément au profil utilisateur. Le poste 14, 16 est ainsi personnalisé en fonction de l'opérateur qui s'en sert. Par exemple, le profil utilisateur d'un opérateur comporte la liste des applications logicielles 92 que cet opérateur utilise (applications par défaut en fonction de son grade et applications personnelles supplémentaires en fonction de la mission qu'il doit accomplir). Le poste 14, 16 vérifie que ces applications sont effectivement installées et à défaut télécharge les applications manquantes auprès du serveur d'applications 96. Les icônes des différentes applications 92 associées au profil utilisateur sont affichées sur le bureau.

Le profil utilisateur d'un opérateur comporte les valeurs des paramètres d'affichage des applications 92, en particulier des composants logiciels graphiques. Ces valeurs sont appliquées pour que l'opérateur reconnu retrouve sur le poste de commandement et de supervision 14, 16 sur lequel il vient de s'identifier son environnement habituel de travail. Ainsi, par exemple, lors d'une manoeuvre d'accostage sur la travers du navire, afin de pouvoir observer directement les objets et les agents impliqués par cette manoeuvre et qui se situent dans un angle mort du champ d'observation accessible depuis le poste de commandement et de supervision principal 14, situé sur l'estrade 20 au centre la passerelle 10, le commandant se déplace vers un poste de commandement et de supervision secondaire 16, lui offrant une vue directe sur ces objets et opérateurs. Il s'identifie alors sur ce poste secondaire. Celui-ci est automatiquement configuré de manière à ce que le commandant retrouve son propre environnement informatique de travail. Comme indiqué ci-dessus, le fait que l'écran 44, 46 soit transparent permet à l'opérateur de voir à travers l'écran et, par conséquent, d'observer directement la mer autour du navire, afin de conserver cette capacité de supervision directe de l'horizon proche. Les informations affichées sur l'écran 44, 64 peuvent être de nature différente. Avantageusement, les informations sont présentées sous forme graphique de manière à synthétiser l'information et à la présenter de manière ergonomique. Ceci permet également de continuer à surveiller l'horizon ou tout au moins de faciliter des aller-retour visuels entre l'observation d'une information sur l'écran tactile transparent 44, 46 du poste 14, 16 et l'observation d'un évènement ou d'un objet dans l'environnement extérieur du navire.

Avantageusement, le poste de commandement et de supervision 14, 16 comporte une fonctionnalité de réalité enrichie, voire augmentée. L'objet réel étant relativement lointain pour l'opérateur et donc difficile à distinguer, l'image affichée sur l'écran transparent est avantageusement enrichie numériquement de données relatives à cet objet réel. Il est ainsi donné à l'opérateur la possibilité de voir simultanément et sans fatigue visuelle l'environnement extérieur réel, et des informations affichées sur l'écran tactile. En variante, d'autres écrans sont intégrés dans le poste de commandement et de supervision. Par exemple, comme cela est représenté sur la figure 3, un écran 43 est intégré dans la console. Un tel écran secondaire correspond à un moyen d'affiche tête basse. Par exemple encore, un écran 45 est intégré sur le bord supérieur de l'écran tactile transparent 44, de préférence dans le moyen de support de l'écran tactile transparent. Cet écran secondaire est incliné vers le bas, de manière à constituer un moyen d'affichage tête haute. Ces écrans secondaires ne sont a priori pas transparents, ni tactiles.

Avantageusement, le poste de commandement et de supervision venant d'être décrit est réalisé à partir de composants du commerce COTS (selon l'acronyme anglais de « Commercial Off The Shelf ») et en utilisant des protocoles de communication et/ou des normes standards. Le poste de commandement et de supervision venant d'être décrit permet de simplifier les tâches qui incombent aux opérateurs de commandement de la passerelle de navigation d'un navire de combat. Il permet d'offrir, au sein de la passerelle de navigation, des fonctionnalités avancées : application de navigation et manoeuvres tactiques, synthèse, lutte conte les menaces asymétriques, etc. Un tel poste constitue une rupture par rapport à l'état de la technique en tant que moyen d'aide aux opérateurs dans l'exécution de leurs missions.

Le poste de commandement et de supervision venant d'être décrit peut être implanté dans des passerelles de navigation de nouveaux navires de combat, mais peut également être implanté dans des passerelles existantes, lors de leurs rénovations.5

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1.- Poste de commandement et de supervision (14, 16) destiné à être implanté dans une passerelle de navigation (10) d'un navire de combat, caractérisé en ce qu'il comporte : - une console (42, 62), intégrant un ordinateur (80) ; - un écran tactile transparent (44, 64), constituant un moyen d'affichage et un moyen de saisie de l'ordinateur, disposé sensiblement verticalement au-dessus de la console, ledit poste étant implanté à demeure, en face d'une baie vitrée (12) de la passerelle de navigation, de manière à permettre à un opérateur utilisant ledit poste de commandement et de supervision de pouvoir lire des informations affichées sur l'écran tactile transparent (44, 64) et d'avoir une vue, à travers l'écran tactile transparent (44, 64) et les baies vitrées, sur un environnement extérieur du navire de combat.
2. 2.- Poste selon la revendication 1, dans lequel ledit ordinateur (80) est du type client léger et est propre à être relié à un réseau de communication local (86) du navire de combat.
3. 3.- Poste selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel les applications logicielles (92) exécutables par ledit ordinateur (80) sont affichées sous la forme d'icônes sur un bureau informatique affiché par l'ordinateur sur l'écran tactile transparent (44, 64).
4. 4.- Poste selon la revendication 3, dans lequel une application logicielle (92) est du type composant d'interface graphique, propre à présenter des données sous forme synthétique et ergonomique.
5. 5.- Poste selon la revendication 3 ou la revendication 4, dans lequel une application logicielle (92) exécutable par ledit ordinateur (80) est d'abord téléchargée auprès d'un serveur d'applications (96) embarqué, accessible depuis ledit poste à travers le réseau de communication local.
6. 6.- Poste selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'ordinateur (80) est configurable en fonction d'une identité de l'opérateur détectée par un moyen de reconnaissance dont est équipé le poste.35
7. 7.- Poste selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une fonctionnalité de réalité enrichie permettant un affichage sur l'écran tactile transparent (44, 46) d'une information en surimpression d'un objet réel présent dans le champ d'observation de l'opérateur, compte tenu de la direction d'observation de l'opérateur.
8. 8.- Poste selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'écran tactile transparent (44, 64) présente des dimensions étendues, qui correspondent sensiblement à l'ouverture du champ de vision d'un opérateur.
9. 9.- Poste selon l'une quelconque des revendications précédentes, réalisé à partir de composants du commerce COTS pour « Commercial Off The Shelf ».
10. 10.- Passerelle de navigation (10) d'un navire de combat, comportant des baies vitrées (12), caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un poste de commandement et de supervision (14, 16) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, ledit poste étant implanté à demeure, en face d'une baie parmi les baies vitrées de la passerelle de navigation, de manière à permettre à un opérateur utilisant ledit poste de commandement et de supervision de pouvoir lire des informations affichées sur l'écran tactile transparent (44, 64) tout en ayant une vue, à travers l'écran tactile transparent et la baie vitrée, sur un environnement extérieur du navire de combat.