FR3068481A1 - Systeme et procede d'affichage pour un aeronef - Google Patents

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Abstract

Le système (10) d'affichage pour un cockpit (3) d'un aéronef (1) comprend : -un calculateur d'affichage (18) configuré pour commander l'affichage, sur un dispositif d'affichage (20) porté solidaire de la tête (50) d'un utilisateur, selon un premier mode d'affichage comprenant au moins une information d'aide au pilotage de l'aéronef, et - un dispositif de masquage (24), associé à une vitre latérale (6a, 6b) du cockpit, commandable entre un état transparent et un état opaque. Le système d'affichage (10) comporte un mode d'affichage étendu, dans lequel le calculateur d'affichage est configuré pour : -déterminer si une direction (52) correspondant à l'orientation de la tête de l'utilisateur présente une intersection (Pi) avec une zone d'intérêt (Zi) de la vitre latérale ; -en l'absence d'intersection, commander l'affichage selon le premier mode d'affichage ; et - lors d'une intersection (Pi), commander l'état opaque du dispositif de masquage et commander l'affichage selon un deuxième mode d'affichage comprenant un écran d'affichage virtuel sur une zone d'affichage (Zd) de la vitre latérale.

Description

Système et procédé d’affichage pour un aéronef.
L’invention est relative à l’affichage d’informations dans un cockpit d’aéronef. Les aéronefs modernes, en particulier les avions de transport, comportent généralement un système d’affichage d’informations d’aide au pilotage dans leur cockpit. Un tel système, par exemple de type CDS (« Control and Display System » en anglais) commande l’affichage d’informations sur des écrans, dits tête basse, du cockpit. De façon usuelle, ces écrans sont prévus pour afficher des informations primaires de vol de l’aéronef, des informations de navigation, etc. Pour permettre à l’utilisateur de voir un affichage d’informations sans être contraints de baisser la tête pour regarder les écrans, certains aéronefs sont maintenant équipés d’un dispositif d’affichage tête haute, communément appelé HUD pour « Head Up Display » en anglais, et/ou d’un dispositif configuré pour être porté solidaire de la tête de l’utilisateur. Un tel dispositif est communément appelé HMD pour « Head Mounted Display » en anglais. Il est parfois aussi appelé HWD pour « Head Worn Display » en anglais. Il comporte généralement un afficheur monté solidaire de lunettes ou d’un casque, de telle façon que l’utilisateur peut voir des informations affichées sur l’afficheur lorsqu’il porte ces lunettes ou ce casque. Dans la suite de la description, le terme HMD désigne aussi bien un dispositif HMD qu’un dispositif HWD. Par ailleurs, les pilotes d’aéronefs disposent souvent d’un dispositif de type EFB (« Electronic Flight Bag » en anglais) extérieur aux systèmes avioniques de l’aéronef, leur permettant d’utiliser des applications logicielles non certifiées par les autorités de certification aéronautique. Selon une première alternative, ce dispositif de type EFB correspond à un ordinateur intégré dans l’aéronef, dont l’affichage est généralement réalisé sur un écran intégré dans le cockpit. L’intégration dudit écran dans le cockpit est parfois difficile car la place disponible dans un cockpit d’aéronef pour intégrer un écran d’affichage est généralement très limitée. De plus, la masse de l’écran d’affichage entraîne une augmentation de la masse de l’aéronef. Selon une deuxième alternative, ce dispositif de type EFB correspond à un ordinateur portable ou à une tablette que le pilote peut amener avec lui dans le cockpit de l’aéronef. Selon une première variante, le dispositif de type EFB est alors raccordé à un écran d’affichage intégré dans le cockpit, ce qui pose les mêmes problèmes que ceux mentionnés en référence à la première alternative. Selon une deuxième variante, le pilote utilise directement un écran du dispositif de type EFB. Toutefois, l’écran du dispositif de type EFB a parfois une taille plus réduite que celle d’un écran du cockpit, ce qui limite le confort d’utilisation, en particulier pour la manipulation des cartes de navigation. De plus, l’utilisation du dispositif de type EFB nécessite alors la présence dans le cockpit, à proximité du pilote, d’une surface ou d’un support permettant de poser ou d’accrocher ce dispositif de type EFB. L’intégration d’une telle surface ou d’un tel support dans le cockpit est parfois difficile car la place disponible dans un cockpit, à proximité du pilote, est généralement très limitée. Il existe donc le besoin d’une solution permettant d’intégrer un affichage supplémentaire dans le cockpit.
EXPOSE DE L’INVENTION :
La présente invention a notamment pour but d’apporter une solution à ce besoin. Elle concerne un système d’affichage d’un cockpit d’un aéronef comprenant :
- un dispositif d’affichage configuré pour être porté solidaire de la tête d’un utilisateur dans le cockpit de l’aéronef ; et
- un calculateur d’affichage configuré pour commander l’affichage sur le dispositif d’affichage selon un premier mode d’affichage dans lequel l’affichage comprend au moins une information d’aide au pilotage de l’aéronef relative à une situation courante de l’aéronef.
Le système est remarquable en ce qu’il comprend en outre :
- un dispositif de masquage associé à une vitre latérale du cockpit, le dispositif de masquage étant commandable entre d’une part un premier état dit transparent dans lequel il permet à l’utilisateur de voir l’environnement extérieur de l’aéronef à travers la vitre latérale et, d’autre part, un deuxième état dit opaque dans lequel le dispositif de masquage masque la vision de l’environnement extérieur de l’aéronef par l’utilisateur à travers au moins une surface prédéterminée de masquage de la vitre latérale ; et
- un capteur de position et d’orientation de la tête de l’utilisateur dans le cockpit, et en ce que le système d’affichage comporte un mode de fonctionnement dit d’affichage étendu, dans lequel le calculateur d’affichage est configuré pour :
- acquérir du capteur, une information de position et une information d’orientation de la tête de l’utilisateur dans le cockpit ;
-déterminer une direction correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur en fonction des informations de position et d’orientation de la tête de l’utilisateur dans le cockpit ;
-déterminer si la direction correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur présente une intersection avec une zone d’intérêt incluant une zone dite d’affichage incluse dans la surface prédéterminée de masquage de la vitre latérale ;
- lorsque la direction correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur ne présente pas une intersection avec la zone d’intérêt, commander l’affichage sur le dispositif d’affichage selon le premier mode d’affichage ; et
- lorsque la direction correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur présente une intersection avec la zone d’intérêt, commander l’état opaque du dispositif de masquage et commander l’affichage sur le dispositif d’affichage selon un deuxième mode d’affichage dans lequel ledit affichage comprend un écran d’affichage virtuel sur la zone d’affichage.
Ainsi, l’utilisateur tel qu’un pilote de l’aéronef dispose d’un emplacement supplémentaire d’affichage sur une vitre latérale de l’aéronef. Cet emplacement supplémentaire d’affichage n’est activé que lorsque d’une part l’utilisateur active le mode d’affichage étendu et d’autre part l’utilisateur oriente sa tête de façon à regarder en direction de la vitre latérale. Cela permet à l’utilisateur de conserver la visibilité de l’environnement extérieur de l’aéronef à travers la vitre latérale, lorsque le mode d’affichage étendu n’est pas activé. De plus, cet emplacement supplémentaire d’affichage n’entraîne pas d’augmentation de masse de l’aéronef. En outre, les dimensions de la zone d’affichage correspondant à l’emplacement d’affichage supplémentaire sont essentiellement limitées par les dimensions de la vitre latérale. Il est par conséquent possible de choisir des dimensions supérieures à celles de l’écran d’un dispositif de type EFB, ce qui permet d’améliorer le confort d’utilisation.
Selon des modes particuliers de réalisation pouvant être pris en compte isolément ou en combinaison :
- le système d’affichage comporte en outre un dispositif d’activation du mode d’affichage étendu, et le calculateur d’affichage est configuré pour activer ou désactiver le mode d’affichage étendu en fonction d’actions de l’utilisateur sur le dispositif d’activation du mode d’affichage étendu ;
- le calculateur d’affichage (18) est configuré pour :
acquérir, d’un calculateur avionique de l’aéronef, une information de phase de vol courante de l’aéronef ; et lorsque l’information de phase de vol courante de l’aéronef correspond à une phase de vol prédéterminée, commander l’état opaque du dispositif de masquage lorsque le mode d’affichage étendu est activé ;
- dans le deuxième mode d’affichage, le calculateur d’affichage est en outre configuré pour :
déterminer une distance entre une position courante des yeux de l’utilisateur et la zone d’affichage de la vitre latérale ; et commander l’affichage dudit écran d’affichage virtuel sur le dispositif d’affichage (20) avec une distance de collimation correspondant sensiblement à la distance déterminée entre la position courante des yeux de l’utilisateur et la zone d’affichage de la vitre latérale.
- le système d’affichage est relié en entrée à un dispositif de type EFB et, dans le deuxième mode d’affichage, l’affichage sur l’écran d’affichage virtuel correspond à des informations issues du dispositif de type EFB.
L’invention est également relative à un procédé d’affichage dans un cockpit d’un aéronef, l’aéronef comportant un système d’affichage comprenant :
- un dispositif d’affichage configuré pour être porté solidaire de la tête d’un utilisateur dans le cockpit de l’aéronef ; et
- un calculateur d’affichage configuré pour commander l’affichage sur le dispositif d’affichage selon un premier mode d’affichage dans lequel l’affichage comprend au moins une information d’aide au pilotage de l’aéronef relative à une situation courante de l’aéronef.
Le procédé est remarquable en ce que, le système d’affichage comprenant en outre :
- un dispositif de masquage associé à une vitre latérale du cockpit, le dispositif de masquage étant commandable entre d’une part un premier état dit transparent dans lequel il permet à l’utilisateur de voir l’environnement extérieur de l’aéronef à travers la vitre latérale et, d’autre part, un deuxième état dit opaque dans lequel le dispositif de masquage masque la vision de l’environnement extérieur de l’aéronef par l’utilisateur à travers au moins une surface prédéterminée de masquage de la vitre latérale ; et
- un capteur (16) de position et d’orientation de la tête de l’utilisateur dans le cockpit, dans un mode de fonctionnement dit d’affichage étendu du système d’affichage, le procédé comprend les étapes suivantes mises en œuvre par le calculateur d’affichage :
- acquérir du capteur, une information de position et une information d’orientation de la tête de l’utilisateur dans le cockpit ;
-déterminer une direction correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur en fonction des informations de position et d’orientation de la tête de l’utilisateur dans le cockpit ;
-déterminer si la direction correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur présente une intersection avec une zone d’intérêt incluant une zone dite d’affichage incluse dans la surface prédéterminée de masquage de la vitre latérale ;
- lorsque la direction correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur ne présente pas une intersection avec la zone d’intérêt, commander l’affichage sur le dispositif d’affichage selon le premier mode d’affichage ; et
- lorsque la direction correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur présente une intersection avec la zone d’intérêt, commander l’état opaque du dispositif de masquage et commander l’affichage sur le dispositif d’affichage selon un deuxième mode d’affichage dans lequel ledit affichage comprend un écran d’affichage virtuel sur la zone d’affichage.
L’invention est également relative à un aéronef comportant un système d’affichage tel que précité.
DESCRIPTION DETAILLEE :
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures annexées.
La figure 1 illustre de façon simplifiée un aéronef comportant un cockpit.
La figure 2 illustre de façon schématique un mode de réalisation, conforme à l’invention, d’un système d’affichage d’un cockpit d’un aéronef.
Les figures 3a, 3b et 3c illustrent l’orientation de la tête d’un utilisateur du système d’affichage, respectivement en vue de dessus, en vue de côté et en vue de derrière.
La figure 4 illustre un exemple d’affichage usuel sur un dispositif d’affichage HMD.
La figure 5 illustre, en vue de dessus, un cockpit d’un aéronef équipé d’un système d’affichage conforme à un mode de réalisation de l’invention.
Les figures 6 et 7 illustrent un affichage, sur un dispositif d’affichage HMD, conforme à un mode de réalisation de l’invention.
L’aéronef 1 représenté sur la figure 1 comporte un cockpit 3 dans une partie avant 4 dudit aéronef. II comporte un axe longitudinal 5, correspondant à un axe de roulis de l’aéronef. Cet axe longitudinal est sensiblement horizontal lorsque l’aéronef est stationné au sol. L’aéronef comporte également un axe de lacet (non représenté), sensiblement vertical lorsque l’aéronef est stationné au sol. Par convention, dans la suite de la description, le terme horizontal désigne une droite ou un plan sensiblement horizontal lorsque l’aéronef est stationné au sol, de telle façon que cette droite ou ce plan est perpendiculaire à l’axe de lacet de l’aéronef. De façon analogue, le terme vertical désigne une droite ou un plan sensiblement vertical lorsque l’aéronef est stationné au sol, de telle façon que cette droite ou ce plan est parallèle à (ou contient) l’axe de lacet de l’aéronef.
Le système d’affichage 10 représenté sur la figure 2 comporte un calculateur d’affichage 18 comprenant une unité de traitement (libellée PROC sur la figure). Cette unité de traitement peut notamment correspondre à un processeur ou un microprocesseur du calculateur d’affichage. Selon différents modes de réalisation, le calculateur d’affichage 18 est un calculateur d’affichage commun contrôlant plusieurs dispositifs d’affichage de l’aéronef ou encore un calculateur dédié au système d’affichage 10. Dans un mode particulier de réalisation, ce calculateur correspond à un calculateur de type avionique modulaire IMA (« Integrated Modular avionics » en anglais) supportant également des fonctions autres que l’affichage. Le système d’affichage 10 comporte en outre un dispositif d’affichage 20 configuré pour être porté solidaire de la tête d’un utilisateur dans le cockpit de l’aéronef. Ce dispositif d’affichage correspond à un dispositif d’affichage HMD (ou HWD) tel que précité. Il est relié au calculateur d’affichage 18 par une liaison 19. Le calculateur d’affichage 18 est relié à au moins un calculateur avionique 12 de l’aéronef. Dans l’exemple particulier représenté sur la figure 2, le calculateur d’affichage est relié à plusieurs calculateurs avioniques 12 par une liaison 15 d’un réseau de communication 14 (libellé « Net » sur la figure) auquel sont également reliés ces calculateurs avioniques. Les calculateurs avioniques 12 sont par exemple situés dans une baie avionique 2 de l’aéronef. Le système d’affichage 10 comporte également au moins un dispositif de masquage 24 (libellé « Mask » sur la figure) associé à une vitre latérale 6a, 6b du cockpit 3. Ce dispositif de masquage est relié au calculateur d’affichage 18 par une liaison 25. Le dispositif de masquage 24 est susceptible d’être commandé, au moyen de la liaison 25, entre un premier état dit transparent dans lequel il permet à un utilisateur situé dans le cockpit de voir l’environnement extérieur de l’aéronef à travers la vitre latérale du cockpit et, au moins un deuxième état dit opaque dans lequel ce dispositif de masquage masque la vision de l’environnement extérieur de l’aéronef par l’utilisateur à travers au moins une surface prédéterminée de masquage de la vitre latérale. Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif de masquage 24 correspond à un film électrochromatique ou électro-optique appliqué sur ladite surface prédéterminée de masquage de la vitre latérale. Il est commandable entre le premier état transparent et le deuxième état opaque par application d’une tension électrique entre deux bornes dudit film électrochromatique ou électrooptique. Par exemple, l’absence d’application d’une tension électrique (tension électrique de valeur sensiblement nulle) correspond à l’état transparent du dispositif de masquage d’une part et une tension électrique d’une valeur non nulle (par exemple 10 volts) correspond à l’état opaque d’autre part. Selon une première alternative, la tension est appliquée aux bornes du film électrochromatique ou électro-optique directement au moyen de la liaison 25. Selon une deuxième alternative, un contrôleur local est situé à proximité de la vitre latérale. Ce contrôleur local est configuré pour commander l’application d’une tension appropriée aux bornes du film électrochromatique ou électro-optique en fonction d’instructions reçues du calculateur d’affichage 18 par la liaison 25. Le système d’affichage 10 comporte en outre un capteur 16 d’orientation et de position de la tête de l’utilisateur. Ce capteur 16 est relié au calculateur d’affichage 18 par une liaison 17. Dans un mode particulier de réalisation, le capteur 16 est monté solidaire du dispositif d’affichage 20, comme symbolisé par la flèche 21 en trait discontinu. Il correspond alors, par exemple, à un ensemble de capteurs inertiels intégrés au dispositif d’affichage 20. Dans un autre mode particulier de réalisation, le capteur 16 est monté solidaire du cockpit 3 de l’aéronef. Il correspond alors, par exemple, à une caméra disposée de façon à surveiller automatiquement la tête de l’utilisateur du dispositif d’affichage 20. Sans sortir du cadre de l’invention, le capteur 16 peut correspondre à un groupe de capteurs, par exemple un capteur d’orientation de la tête de l’utilisateur et un capteur de position de la tête de l’utilisateur. Le système d’affichage comporte également un dispositif 29 (libellé « Ext » sur la figure) d’activation d’un mode de fonctionnement dit d’affichage étendu. Ce dispositif correspond par exemple à un bouton du cockpit de l’aéronef ou à une interface hommemachine du cockpit, comprenant un écran d’affichage ainsi qu’un clavier et/ou une unité de pointage de type trackball ou souris. Ce dispositif d’activation du mode d’affichage étendu est configuré pour transmettre des informations au calculateur d’affichage 18 en fonction d’actions de l’utilisateur sur ledit dispositif d’activation du mode d’affichage étendu. Le calculateur d’affichage 18 est configuré pour activer ou désactiver le mode d’affichage étendu en fonction desdites informations.
En fonctionnement, lorsque le mode d’affichage étendu n’est pas activé, le calculateur d’affichage 18 commande d’une part l’état transparent du dispositif de masquage 24 et commande d’autre part l’affichage sur le dispositif d’affichage HMD 20, de façon usuelle, selon un premier mode d’affichage dans lequel l’affichage comprend au moins une information d’aide au pilotage de l’aéronef relative à une situation courante de l’aéronef. Cette information d’aide au pilotage est issue de l’au moins un calculateur avionique 12 ou déterminée par le calculateur d’affichage 18 en fonction d’informations reçues de l’au moins un calculateur avionique 12. Un exemple d’affichage d’un ensemble d’informations d’aide au pilotage sur le dispositif d’affichage 20, selon ce premier mode d’affichage, est représenté sur la figure 4. L’affichage sur un afficheur 8 du dispositif d’affichage 20 comporte par exemple un symbole 38 de référence aéronef (ou « aircraft référencé » en anglais), un symbole 40 de vecteur vitesse de l’aéronef et une échelle 36 d’assiette de l’aéronef, affichés de façon conforme par rapport à l’environnement de l’aéronef. L’affichage comporte également une échelle d’altitude 32, une échelle de vitesse 30 et une échelle 34 de roulis de l’aéronef.
Dans l’exemple représenté sur la figure 5, le cockpit de l’aéronef comporte un parebrise 4 comprenant deux vitres avant 7a et 7b, une vitre latérale gauche 6a et une vitre latérale droite 6b. L’utilisateur, par exemple un pilote de l’aéronef, est assis dans le cockpit de telle façon que sa tête 50 est située à proximité de la vitre latérale gauche 6a. Le dispositif de masquage 24 est associé à la vitre latérale gauche 6a. Lorsque l’utilisateur souhaite disposer d’un emplacement supplémentaire d’affichage sur la vitre latérale gauche 6a, par exemple pour l’affichage d’un dispositif de type EFB, il commande l’activation du mode d’affichage étendu au moyen du dispositif 29. Le calculateur d’affichage 18 reçoit la commande d’activation du mode d’affichage étendu et il met alors en œuvre les étapes suivantes de façon répétitive :
-acquérir du capteur 16, une information de position et une information d’orientation de la tête de l’utilisateur dans le cockpit ;
- déterminer une direction 52, comme illustré sur la figure 5, correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur, en fonction des informations de position et d’orientation de la tête de l’utilisateur dans le cockpit ;
-déterminer si la direction 52 correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur présente une intersection avec une zone d’intérêt Zi incluant une zone dite d’affichage Zd incluse dans la surface prédéterminée de masquage de la vitre latérale 6a par le dispositif de masquage 24 ;
- lorsque la direction 52 correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur ne présente pas une intersection avec la zone d’intérêt, commander l’affichage sur le dispositif d’affichage selon le premier mode d’affichage, tel qu’illustré à titre d’exemple sur la figure 4. De façon avantageuse, bien que non obligatoirement, le calculateur d’affichage commande alors également le mode transparent du dispositif de masquage 24 ; et
- lorsque la direction 52 correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur présente une intersection, en un point Pi, avec la zone d’intérêt, commander l’état opaque du dispositif de masquage 24 et commander l’affichage sur le dispositif d’affichage 20 selon un deuxième mode d’affichage dans lequel ledit affichage comprend un écran d’affichage virtuel sur la zone d’affichage Zd.
Ainsi, lorsque le mode d’affichage étendu est activé et l’utilisateur regarde vers l’avant de l’aéronef par exemple à travers la vitre 7a du parebrise, comme illustré sur la figure 5 par une direction 52a de la tête de l’utilisateur ne présentant pas d’intersection avec la zone d’intérêt de la vitre latérale 6a, le calculateur d’affichage commande l’affichage sur le dispositif d’affichage 20 selon le premier mode d’affichage, tel qu’illustré par exemple sur la figure 4. Lorsque l’utilisateur tourne sa tête 50 vers la gauche, la direction 52 correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur vient à faire intersection avec la vitre latérale gauche 6a en un point d’intersection Pi de la zone d’intérêt Zi représentée sur la figure 6. La détermination du point d’intersection Pi met en œuvre des calculs usuels de géométrie qui ne sont pas détaillés davantage car à la portée de l’homme du métier. La zone d’intérêt Zi est une zone prédéterminée choisie de façon à englober une zone d’affichage Zd. Selon un premier exemple, la zone d’intérêt Zi est définie en tenant compte d’une marge latérale droite et d’une marge latérale gauche par rapport à la zone d’affichage Zd, ainsi que d’une marge verticale haute et d’une marge verticale basse par rapport à la zone d’affichage Zd. La zone d’affichage Zd correspond à une zone de la vitre latérale 6a prévue pour l’affichage de l’écran d’affichage virtuel. De façon avantageuse, les marges latérales et verticales entre la zone d’affichage Zd et la zone d’intérêt Zi sont prédéfinies de telle façon que le point d’intersection Pi soit situé dans la zone d’intérêt Zi lorsque la zone d’affichage Zd est située au moins en partie dans le champ de vision de l’utilisateur visible à travers le dispositif d’affichage 20 (ce qui correspond à une situation dans laquelle l’écran d’affichage virtuel est susceptible d’être affiché au moins en partie, par le dispositif d’affichage 20, sur la zone d’affichage Zd). Selon un deuxième exemple, la zone d’intérêt Zi correspond à la totalité de la surface de la vitre latérale 6a. Ainsi, la direction 52 correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur présente une intersection, en un point Pi, avec la zone d’intérêt Zi dès lors que ladite direction 52 correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur fait intersection avec la vitre latérale 6a.
De façon avantageuse, le système d’affichage 10 comporte une mémoire comprenant des informations de position de la vitre latérale 6a dans un repère du cockpit. Selon une première alternative, cette mémoire est une mémoire du calculateur d’affichage 18. Selon une deuxième alternative, cette mémoire correspond à une mémoire ou à une base de données 28 extérieure au calculateur d’affichage 18 et reliée au calculateur d’affichage 18 par une liaison 27, comme représenté sur la figure 2. Dans un premier mode de réalisation, cette mémoire contient des informations de position de la zone d’intérêt Zi et/ou de la zone d’affichage Zd. Lorsque la mémoire ne contient que des informations de position de la zone d’affichage Zd, lesdites marges latérales et verticales sont prédéfinies dans le calculateur d’affichage 18 et celui-ci détermine la zone d’intérêt Zi en fonction de la zone d’affichage Zd et desdites marges. Dans un deuxième mode de réalisation, la mémoire contient des informations de position de la vitre latérale 6a. Les caractéristiques (en particulier les dimensions) de la zone d’affichage Zd et de la zone d’intérêt Zi sont prédéterminées dans le calculateur d’affichage 18. En fonction de la position de la vitre latérale et desdites caractéristiques, le calculateur d’affichage détermine les positions de la zone d’affichage Zd et de la zone d’intérêt Zi. Dans un exemple particulier de réalisation, le calculateur d’affichage détermine ces positions en considérant la zone d’affichage Zd centrée sur la vitre latérale 6a.
Le calculateur d’affichage 18, qui a déterminé la direction 52 correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur, ainsi que la position de la zone d’intérêt Zi, peut ainsi déterminer si la direction 52 correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur présente une intersection avec la zone d’intérêt Zi.
De façon avantageuse, dans le deuxième mode d’affichage, le calculateur d’affichage est en outre configuré pour déterminer une distance entre une position courante des yeux de l’utilisateur et la zone d’affichage Zd de la vitre latérale. Selon une première alternative, le calculateur d’affichage calcule cette distance en fonction d’une part de la position de la tête de l’utilisateur dans le cockpit et, d’autre part, de la position de la zone d’affichage Zd. Selon une deuxième alternative, le système d’affichage 10 comporte en outre un capteur de distance associé au dispositif d’affichage 20. Ce capteur de distance correspond par exemple à un capteur utilisant des ondes telles que des ultrasons ou des ondes électromagnétiques, en particulier de type infrarouge. Le calculateur d’affichage 18 fait l’acquisition d’une mesure fournie par ledit capteur et il détermine la distance entre la position courante des yeux de l’utilisateur et la zone d’affichage Zd en fonction de la mesure fournie par le capteur. Selon une troisième alternative, le calculateur d’affichage utilise une valeur de distance prédéterminée comme valeur de la distance entre la position courante des yeux de l’utilisateur et la zone d’affichage Zd de la vitre latérale. Cette valeur de distance est par exemple prédéterminée en fonction d’une position théorique de la tête 50 de l’utilisateur dans le cockpit 3 de l’aéronef. Le calculateur d’affichage 18 commande l’affichage de l’écran d’affichage virtuel sur le dispositif d’affichage 20 avec une distance de collimation correspondant sensiblement à la distance déterminée entre la position courante des yeux de l’utilisateur et la zone d’affichage de la vitre latérale. Cela permet à l’utilisateur de voir l’écran d’affichage virtuel comme s’il s’agissait d’un écran réel disposé sur la vitre latérale 6a.
Dans le cas particulier où l’écran d’affichage virtuel est utilisé pour l’affichage d’un dispositif de type EFB, le système d’affichage 10 est relié en entrée à ce dispositif de type EFB. Par exemple, le calculateur d’affichage 18 comporte une entrée vidéo reliée à une sortie vidéo du dispositif de type EFB. Dans le deuxième mode d’affichage, le calculateur d’affichage 18 commande l’affichage, sur l’écran d’affichage virtuel, de telle façon que cet affichage corresponde à des informations issues de la sortie vidéo du dispositif de type EFB.
Dans un mode particulier de réalisation, le calculateur d’affichage 18 est en outre configuré pour acquérir, d’un calculateur avionique de l’aéronef, une information de phase de vol courante de l’aéronef. Lorsque l’information de phase de vol courante de l’aéronef correspond à une phase de vol prédéterminée, le calculateur d’affichage 18 commande l’état opaque du dispositif de masquage lorsque le mode d’affichage étendu est activé. La phase de vol prédéterminée correspond par exemple à une phase de vol en croisière. Dans une telle phase de vol, un pilote a moins besoin de voir l’environnement extérieur de l’aéronef à travers la vitre latérale 6a que lors d’une phase de roulage au sol ou d’une phase d’atterrissage. Par conséquent, lorsque l’utilisateur active le mode d’affichage étendu, il est possible de commander l’état opaque du dispositif de masquage 24 associé à la vitre latérale 6a sans que cela soit pénalisant pour l’utilisateur. Ce mode particulier de réalisation présente l’avantage d’éviter des commutations successives entre l’état transparent et l’état opaque du dispositif de masquage 24 en fonction de l’orientation de la tête de l’utilisateur.
Les différents modes de réalisation précités ont été décrits en référence à un dispositif de masquage 24 associé à la vitre latérale gauche 6a du cockpit, notamment lorsque l’utilisateur est un pilote de l’aéronef dont la tête est située à proximité de ladite vitre latérale gauche 6a. L’invention s’applique de façon similaire à un dispositif de masquage 24 associé à une vitre latérale droite 6b du cockpit, notamment lorsque l’utilisateur est un copilote de l’aéronef dont la tête est située à proximité de ladite vitre latérale droite 6b.
Dans un mode avantageux de réalisation, l’information d’orientation de la tête de l’utilisateur correspond à au moins un angle parmi un ensemble d’angles, tel qu’illustrés par les figures 3a, 3b et 3c. Sur ces figures, l’orientation de la tête 50 de l’utilisateur est représentée par une droite 52. Dans un exemple de réalisation, cette droite 52 correspond à une direction théorique du regard de l’utilisateur lorsqu’il regarde devant lui sans tourner ses yeux ni à droite ni à gauche et sans lever ni baisser les yeux. D’autres définitions de l’orientation de la tête de l’utilisateur sont toutefois possibles sans sortir du cadre de l’invention. Dans ledit mode avantageux de réalisation, l’information d’orientation de la tête de l’utilisateur correspond à au moins un angle parmi un angle de lacet ψ, un angle de tangage Θ et un angle de roulis φ illustrés respectivement par les figures 3a, 3b et 3c. Ces angles sont définis dans un repère lié à l’aéronef. Ainsi, l’angle de lacet ψ est un angle, défini en projection dans un plan horizontal, entre une droite 5’ parallèle à l’axe longitudinal 5 de l’aéronef et la droite 52 représentant l’orientation de la tête de l’utilisateur. L’angle de tangage Θ est un angle, défini en projection dans un plan vertical parallèle à l’axe longitudinal 5 de l’aéronef, entre une droite 5 parallèle à l’axe longitudinal 5 de l’aéronef et la droite 52 représentant l’orientation de la tête de l’utilisateur. L’angle de roulis φ est quant à lui un angle défini en projection dans un plan vertical perpendiculaire à l’axe longitudinal 5 de l’aéronef, entre une droite verticale 5 56 et un axe de lacet 54 de la tête de l’utilisateur. L’information d’orientation de la tête de l’utilisateur acquise par le calculateur d’affichage 18 correspond à au moins l’un des angles ψ, Θ et φ.
De façon avantageuse encore, l’information de position de la tête de l’utilisateur correspond à des coordonnées cartésiennes, dans un repère 10 orthonormé, d’un point situé au centre d’un segment reliant les deux yeux de l’utilisateur. De façon particulière, un premier axe du repère orthonormé est parallèle à l’axe longitudinal 5, un deuxième axe du repère orthonormé est vertical et un troisième axe du repère orthonormé est horizontal et perpendiculaire aux deux premiers axes.

Claims (7)

1- Système (10) d’affichage pour un cockpit (3) d’un aéronef (1), ledit système d’affichage comprenant :
- un dispositif d’affichage (20) configuré pour être porté solidaire de la tête (50) d’un utilisateur dans le cockpit de l’aéronef ; et
- un calculateur d’affichage (18) configuré pour commander l’affichage sur le dispositif d’affichage (20) selon un premier mode d’affichage dans lequel l’affichage comprend au moins une information d’aide au pilotage de l’aéronef relative à une situation courante de l’aéronef, caractérisé en ce qu’il comprend en outre :
- un dispositif de masquage (24) associé à une vitre latérale (6a, 6b) du cockpit, le dispositif de masquage étant commandable entre d’une part un premier état dit transparent dans lequel il permet à l’utilisateur de voir l’environnement extérieur de l’aéronef à travers la vitre latérale et, d’autre part, un deuxième état dit opaque dans lequel le dispositif de masquage masque la vision de l’environnement extérieur de l’aéronef par l’utilisateur à travers au moins une surface prédéterminée de masquage de la vitre latérale ; et
- un capteur (16) de position et d’orientation de la tête de l’utilisateur dans le cockpit, et en ce que le système d’affichage (10) comporte un mode de fonctionnement dit d’affichage étendu, dans lequel le calculateur d’affichage (18) est configuré pour :
-acquérir du capteur (16), une information de position et une information d’orientation de la tête de l’utilisateur dans le cockpit ;
-déterminer une direction (52) correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur en fonction des informations de position et d’orientation de la tête de l’utilisateur dans le cockpit ;
-déterminer si la direction (52) correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur présente une intersection (Pi) avec une zone d’intérêt (Zi) incluant une zone dite d’affichage (Zd) incluse dans la surface prédéterminée de masquage de la vitre latérale ;
- lorsque la direction (52) correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur ne présente pas une intersection avec la zone d’intérêt, commander l’affichage sur le dispositif d’affichage selon le premier mode d’affichage ; et
- lorsque la direction (52) correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur présente une intersection (Pi) avec la zone d’intérêt, commander l’état opaque du dispositif de masquage et commander l’affichage sur le dispositif d’affichage (20) selon un deuxième mode d’affichage dans lequel ledit affichage comprend un écran d’affichage virtuel sur la zone d’affichage (Zd).
2- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte en outre un dispositif (29) d’activation du mode d’affichage étendu, et le calculateur d’affichage est configuré pour activer ou désactiver le mode d’affichage étendu en fonction d’actions de l’utilisateur sur le dispositif d’activation du mode d’affichage étendu.
3- Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le calculateur d’affichage (18) est configuré pour :
- acquérir, d’un calculateur avionique de l’aéronef, une information de phase de vol courante de l’aéronef ; et
- lorsque l’information de phase de vol courante de l’aéronef correspond à une phase de vol prédéterminée, commander l’état opaque du dispositif de masquage lorsque le mode d’affichage étendu est activé.
4- Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans le deuxième mode d’affichage, le calculateur d’affichage est en outre configuré pour :
-déterminer une distance entre une position courante des yeux de l’utilisateur et la zone d’affichage (Zd) de la vitre latérale ; et
- commander l’affichage dudit écran d’affichage virtuel sur le dispositif d’affichage (20) avec une distance de collimation correspondant sensiblement à la distance déterminée entre la position courante des yeux de l’utilisateur et la zone d’affichage de la vitre latérale.
5- Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est relié en entrée à un dispositif de type EFB et, dans le deuxième mode d’affichage, l’affichage sur l’écran d’affichage virtuel correspond à des informations issues du dispositif de type EFB.
6- Procédé d’affichage pour un cockpit (3) d’un aéronef (1), l’aéronef comportant un système d’affichage (10) comprenant :
- un dispositif d’affichage (20) configuré pour être porté solidaire de la tête (50) d’un utilisateur dans le cockpit de l’aéronef ; et
- un calculateur d’affichage (18) configuré pour commander l’affichage sur le dispositif d’affichage (20) selon un premier mode d’affichage dans lequel l’affichage comprend au moins une information d’aide au pilotage de l’aéronef relative à une situation courante de l’aéronef, caractérisé en ce que, le système d’affichage (10) comprenant en outre :
- un dispositif de masquage (24) associé à une vitre latérale (6a, 6b) du cockpit, le dispositif de masquage étant commandable entre d’une part un premier état dit transparent dans lequel il permet à l’utilisateur de voir l’environnement extérieur de l’aéronef à travers la vitre latérale et, d’autre part, un deuxième état dit opaque dans lequel le dispositif de masquage masque la vision de l’environnement extérieur de l’aéronef par l’utilisateur à travers au moins une surface prédéterminée de masquage de la vitre latérale ; et
- un capteur (16) de position et d’orientation de la tête de l’utilisateur dans le cockpit, dans un mode de fonctionnement dit d’affichage étendu du système d’affichage (10), le procédé comprend les étapes suivantes mises en œuvre par le calculateur d’affichage (18) :
-acquérir du capteur (16), une information de position et une information d’orientation de la tête de l’utilisateur dans le cockpit ;
-déterminer une direction (52) correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur en fonction des informations de position et d’orientation de la tête de l’utilisateur dans le cockpit ;
-déterminer si la direction (52) correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur présente une intersection (Pi) avec une zone d’intérêt (Zi) incluant une zone dite d’affichage (Zd) incluse dans la surface prédéterminée de masquage de la vitre latérale ;
5 - lorsque la direction (52) correspondant à l’orientation de la tête de l’utilisateur ne présente pas une intersection avec la zone d’intérêt, commander l’affichage sur le dispositif d’affichage selon le premier mode d’affichage ; et
- lorsque la direction (52) correspondant à l’orientation de la tête de
10 l’utilisateur présente une intersection (Pi) avec la zone d’intérêt (Zi), commander l’état opaque du dispositif de masquage et commander l’affichage sur le dispositif d’affichage (20) selon un deuxième mode d’affichage dans lequel ledit affichage comprend un écran d’affichage virtuel sur la zone d’affichage (Zd).
7- Aéronef (1) caractérisé en ce qu’il comporte un système d’affichage (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5.
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