FR2920243A1 - Procedes et dispositifs de generation en temps reel de fonds cartographiques - Google Patents

Abstract

L'invention a notamment pour objet de générer en temps réel un fond cartographique à partir de plusieurs cartes électroniques ayant des paramètres de projection et des paramètres géodésiques différents. Après avoir sélectionné au moins deux cartes électroniques (300), au moins une partie de ces cartes est convertie (315) selon des paramètres de projection et des paramètres géodésiques prédéterminés en fonction des paramètres de projection et des paramètres géodésiques associés à chacune de ces cartes électroniques sélectionnées. Un fond cartographique est ensuite élaboré (325) à partir de ces cartes électroniques converties.

Description

La présente invention concerne le domaine de la cartographie et plus

particulièrement des procédés et dispositifs de génération en temps réel de fonds cartographiques adaptés, notamment, à des dispositifs d'aide à la navigation pour véhicules. Dans de nombreux domaines techniques, le développement des outils de traitement numérique et des interfaces homme û machine, aussi appelés IHM, a notamment pour objet de réduire le volume de documents papiers en faveur des documents électroniques. Un tel objectif vise d'une part à réduire des coûts, tels que des coûts d'utilisation et de stockage, et d'autre part à augmenter la facilité d'usage et les possibilités offertes par la souplesse des documents électroniques tels que la mise à jour et la mémorisation des modifications. Le domaine de la cartographie suit cette évolution. Il est ainsi désormais courant de trouver dans un téléphone mobile une application de guidage se basant sur une cartographie électronique.

Il existe typiquement deux formats pour représenter électroniquement une carte. Un premier format correspond à une photographie des cartes en papier, il s'agit d'ailleurs souvent de cartes en papier qui ont été numérisées. Selon ce format, la carte électronique peut être considérée comme une image ou comme une matrice dont les abscisses et les ordonnées représentent des coordonnées géographiques, par exemple en latitude et longitude, et dont la valeur représente une couleur, c'est-à-dire une information sur la nature du point telle qu'une indication topologique. Les indications données par la carte, par exemple un nom de lieu-dit, sont représentées de la même façon, par un ensemble de points de couleur. Les cartes électroniques utilisant ce format sont généralement appelées raster map en terminologie anglo-saxonne.

Selon un second format, une description de la carte est utilisée pour générer la carte ou une partie de la carte lorsque celle-ci est utilisée. Une telle description comprend une description géométrique des éléments de la carte. Ainsi, contrairement au premier format, une route n'est pas caractérisée par un ensemble de points de même couleur mais par un ensemble d'éléments géométriques tels que des vecteurs et des arcs de cercle. Les indications données par la carte sont également représentées sous forme descriptive, par exemple sous forme de listes comprenant des paires de position géographique et de chaînes de caractères. Les cartes électroniques utilisant ce format sont généralement appelées des cartes vectorielles. Un avantage des cartes vectorielles sur les cartes raster réside dans la densité des informations pouvant être mémorisées, c'est-à-dire dans le nombre d'informations pouvant être mémorisées pour une capacité de stockage donnée, ainsi que dans la simplicité de certains traitements tels que le choix de la densité des informations visualisées. Les cartes raster sont généralement directement issues des cartes papiers existantes. Elles sont déterminées pour une échelle donnée. Il existe par exemple des cartes au 1:50 000 et des cartes au 1:250 000. Le choix de l'échelle est déterminé par la densité des informations souhaitées.

Ce type de carte est notamment utilisé dans certains véhicules tels que les aéronefs. Par ailleurs, les cartes raster sont enregistrées avec une précision définie lors de la numérisation. Il est ainsi possible de déterminer la résolution de chaque point de la carte, aussi appelé pixel (acronyme de Picture Element en terminologie anglo-saxonne), c'est-à-dire la longueur représentée par ce point. La résolution d'un pixel est le rapport de l'échelle de la carte avec la résolution de la numérisation. Lorsqu'une carte raster est affichée sur un écran, il est possible de changer l'échelle de visualisation en utilisant des fonctions standard de traitements d'images telles que l'interpolation.

De façon générale, une carte représente une surface limitée de la terre. La gestion des cartes ou des éléments de cartes est souvent optimisée par une organisation hiérarchique permettant de retrouver rapidement des cartes ou certains de leurs éléments représentant des surfaces voisines. Par ailleurs, les dispositifs d'aide à la navigation de véhicules tels que les aéronefs sont généralement des dispositifs centralisés adaptés à sélectionner la carte à afficher, typiquement une carte de type raster, et à déterminer la résolution d'affichage et la position de la carte par rapport à l'écran. La carte sélectionnée peut être affichée en temps réel sur un écran de navigation, formant ainsi un fond cartographique sur lequel des informations complémentaires peuvent être affichées en superposition. De telles informations complémentaires sont par exemple des informations tactiques, des informations de trafic et/ou des informations de navigation. Tous les calculs nécessaires à l'ajout de ces informations sont souvent réalisés dans les dispositifs d'aide à la navigation. Typiquement, le centre et l'orientation du fond cartographique sont déterminés par la position et la direction du véhicule.

La figure 1 illustre un exemple de fond cartographique et d'informations complémentaires affichés sur un dispositif d'aide à la navigation. Comme représenté, un écran 100 affiche un fond cartographique comprenant des informations cartographiques 105 telles que des routes, des reliefs et des cours d'eau avec des indications telles que des lieux-dits. L'écran 100 indique également ici la position 110 de l'aéronef utilisant ce dispositif d'aide à la navigation ainsi que sa direction et des courbes de distances (en pointillés). D'autres informations comme une route 115 et des paramètres d'affichage 120 sont également affichées. Lorsque la position du véhicule n'appartient pas à la carte sélectionnée pour former le fond cartographique affiché, une nouvelle carte est sélectionnée pour élaborer un nouveau fond cartographique. L'invention permet de résoudre au moins un des problèmes exposés précédemment. L'invention a ainsi pour objet un procédé d'élaboration d'au moins un fond cartographique en temps réel à partir d'une pluralité de cartes électroniques, des paramètres de projection et des paramètres géodésiques étant associés à chacune desdites cartes électroniques, ce procédé comprenant les étapes suivantes, -sélection d'au moins deux cartes électroniques parmi ladite pluralité de cartes électroniques ; - conversion d'au moins une partie desdites au moins deux cartes électroniques sélectionnées selon des paramètres de projection et des paramètres géodésiques prédéterminés en fonction des paramètres de projection et des paramètres géodésiques associés à chacune desdites au moins deux cartes électroniques sélectionnées ; et, -élaboration d'un fond cartographique à partir desdites au moins deux cartes électroniques converties. Le procédé selon l'invention permet ainsi l'élaboration d'un fond cartographique, de préférence en temps réel, à partir de plusieurs cartes électroniques, les paramètres de projection et/ou les paramètres géodésiques des cartes électroniques pouvant être différents. Selon un mode de réalisation particulier, le procédé comprend en outre une étape d'adaptation de résolution d'au moins une partie de l'une desdites au moins deux cartes électroniques sélectionnées pour l'élaboration d'un fond cartographique à partir de plusieurs cartes électroniques de résolutions différentes. De façon avantageuse, ladite étape de conversion comprend une étape de projection azimutale orthographique d'au moins une partie desdites au moins deux cartes électroniques sélectionnées. La projection azimutale orthographique permet notamment d'obtenir une représentation cartographique unique, indépendante des paramètres des cartes électroniques. Chacune desdites au moins deux cartes électroniques converties est de préférence représentée sur un plan graphique distinct pour simplifier l'élaboration du fond cartographique à partir des cartes électroniques et, éventuellement, d'autres données. L'utilisation de plans graphiques distincts permet également de simplifier la gestion des zones de recouvrement de cartes électroniques ainsi que la gestion de l'affichage d'informations complémentaires.

Selon un mode de réalisation particulier, ladite étape de conversion comprend les étapes suivantes, - projection d'au moins une partie desdites au moins deux cartes électroniques sélectionnées sur une sphère selon les paramètres de projection et les paramètres géodésiques associés auxdites au moins deux cartes électroniques sélectionnées, appelée première projection ; et, - projection sur un plan d'au moins une partie de ladite projection d'au moins une partie desdites au moins deux cartes électroniques sélectionnées sur une sphère, appelée seconde projection.

Le procédé selon l'invention peut ainsi être mis en oeuvre de façon simple et efficace par des dispositifs existants offrant les fonctions graphiques nécessaires, par exemple un processeur graphique. De façon avantageuse, ladite seconde projection est une projection azimutale orthographique.

Un niveau de priorité est de préférence assigné à chacune desdites au moins deux cartes électroniques sélectionnées afin de favoriser une carte électronique par rapport à une autre selon, par exemple, ses paramètres. Selon un mode de réalisation particulier, le procédé comprend en outre une étape d'ajout d'au moins une donnée géo-localisée pour enrichir le fond cartographique élaboré. L'invention a également pour objet un programme d'ordinateur comprenant des instructions adaptées à la mise en oeuvre de chacune des étapes du procédé décrit précédemment ainsi qu'un dispositif comprenant des moyens adaptés à la mise en oeuvre de chacune des étapes du procédé décrit précédemment. D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortent de la description détaillée qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif, au regard des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 illustre un exemple de fond cartographique et d'informations complémentaires affichés sur un dispositif d'aide à la navigation ; - la figure 2 illustre un exemple de dispositif d'aide à la navigation adapté à mettre en oeuvre l'invention ; - la figure 3 illustre certaines étapes du procédé de l'invention pour déterminer en temps réel un fond cartographique à partir de plusieurs cartes électroniques ; - la figure 4, comprenant les figures 4a et 4b, illustre des exemples de gestion de recouvrement de cartes électroniques par l'utilisation de priorité et par assemblage préalable, respectivement ; - la figure 5, comprenant les figures 5a, 5b et 5c, représente schématiquement le résultat de certaines étapes du procédé d'élaboration d'un fond cartographique présenté sur la figure 3 ; - la figure 6 illustre un exemple d'affichage d'informations de navigation constituées d'un fond cartographique et de données géoréférencées ; - la figure 7 représente l'affichage des plans graphiques illustrés sur la figure 6; - la figure 8 illustre certaines étapes du procédé de l'invention pour déterminer en temps réel un fond cartographique à partir de plusieurs cartes électroniques selon un second mode de réalisation ; et, - la figure 9 illustre un exemple de mise en oeuvre du procédé décrit par référence à la figure 8.

L'invention permet l'affichage simultané de plusieurs cartes électroniques sur un même écran de telle sorte qu'un dispositif d'aide à la navigation soit en mesure d'élaborer et d'afficher en temps réel un fond cartographique complet autour d'un point déterminé selon une couverture d'affichage déterminée. Un tel fond cartographique peut notamment être utilisé pour afficher en temps réel des informations géo-référencées telles que des informations tactiques, des informations de navigation et/ou des informations de trafic. L'invention est avantageusement mise en oeuvre selon un mode décentralisé, c'est-à-dire que le dispositif d'élaboration du fond cartographique est indépendant du dispositif d'affichage et des dispositifs de stockage ou de détermination des informations géo-référencées devant être affichées.

Il convient tout d'abord de rappeler qu'en raison de la forme complexe de la terre, il n'est pas possible de transposer fidèlement des données géographiques de la terre dans une représentation cartographique planaire. Il est donc nécessaire de déterminer une projection cartographique afin de transposer des données géographiques liées à la surface de la terre dans une représentation cartographique planaire. De façon simplifiée, la projection cartographique est définie par rapport à un ellipsoïde représentant la terre ainsi que par des paramètres de positionnement de cet ellipsoïde appelés datum géodésique.

Il existe plusieurs types de projections cartographiques parmi lesquelles la projection équivalente qui conserve localement les surfaces, la projection conforme qui conserve localement les angles (et donc les formes) et la projection aphylactique qui n'est ni conforme ni équivalente, mais peut être équidistante, c'est-à-dire conserver les distances sur les méridiens.

D'un point de vue mathématique, les projections cartographiques peuvent être classées en trois familles : les projections cylindriques, les projections coniques et les projections azimutales. Selon la projection cylindrique, l'ellipsoïde est projeté sur un cylindre qui l'englobe, ce cylindre pouvant être tangent à un cercle tel que l'équateur ou sécant en deux cercles tels que des parallèles ou tout autre cercle formé par l'intersection de l'ellipsoïde avec un plan. Après la projection, le cylindre est déroulé pour obtenir une carte. Selon le type de projection cylindrique, la projection peut être équivalente, conforme ou aphylactique. De façon similaire, dans une projection conique, l'ellipsoïde est projeté sur un cône.

Selon la projection azimutale, l'ellipsoïde est projeté sur un plan, par exemple un plan tangent en un point de l'ellipsoïde. Selon la position du point de perspective utilisé pour la projection, la projection peut être stéréographique, gnomonique ou orthographique. Dans une projection azimutale orthographique, le point de perspective est à une distance infinie. Les surfaces et les formes sont alors déformées mais les distances sont préservées sur des lignes parallèles. Par ailleurs, selon la position du plan tangent, la projection azimutale est dite polaire (plan tangent à un pôle), équatoriale (plan tangent en un point de l'équateur), ou oblique (plan tangent en un autre point). Les procédés et les dispositifs selon l'invention sont adaptés à combiner une pluralité de cartes électroniques ayant des caractéristiques différentes, en particulier en ce qui concerne leur système de projection, le datum géodésique utilisé, leur résolution, l'organisation hiérarchique des éléments de cartes et le type de compression de données pouvant éventuellement être utilisé pour stocker ces cartes. La figure 2 illustre un exemple de dispositif d'aide à la navigation 200 adapté à mettre en oeuvre l'invention. Comme représenté, le dispositif 200 comporte un dispositif 205 comprenant lui-même un dispositif d'affichage 210 et une interface utilisateur 215. Le dispositif d'affichage est de préférence un écran tel qu'un écran TFT LCD (sigles de Thin-Film Transistor et Liquid Crystal Display, respectivement, en terminologie anglo-saxonne). Alternativement, le dispositif d'affichage peut être un système de vision tête haute. L'interface utilisateur 215 peut être indépendante du dispositif d'affichage, par exemple un clavier et/ou une souris, ou intégrée au dispositif d'affichage, par exemple sous forme d'écran tactile. L'interface utilisateur peut notamment être utilisée pour entrer un point de référence de la carte devant être affichée, tel que son centre ou une position particulière comme la position du véhicule sur le dispositif d'affichage, ainsi que la couverture d'affichage, c'est-à-dire la zone géographique de la terre couverte par le fond cartographique. Le dispositif d'aide à la navigation 200 comporte également un dispositif de traitement 220, conforme à l'invention, pour élaborer en temps réel un fond cartographique, un dispositif de gestion des informations de navigation 225, un dispositif de gestion des informations de trafic 230 et un dispositif de gestion des informations tactiques 235. Les dispositifs 225 à 235 ne sont pas nécessaires à la mise en oeuvre de l'invention. Certains de ces dispositifs peuvent être mis en oeuvre, d'autres non. Il est également possible d'ajouter d'autres systèmes similaires pour fournir des informations géo-référencées au dispositif d'affichage 210 afin que ces informations soient superposées au fond cartographique. Les informations géo-référencées peuvent être systématiquement affichées ou affichées à la demande de l'utilisateur. Les dispositifs 220 à 235 sont reliés au dispositif 205 par un bus de communication 240, par exemple une connexion de type Ethernet tel qu'AFDX.

Les dispositifs 220 à 235 sont ainsi en mesure de recevoir de l'interface utilisateur 215 ou d'un autre dispositif un point de référence et une couverture pour leur permettre d'élaborer le fond graphique et de déterminer la position des informations géo-référencées devant être affichées. Le point de référence est par exemple la position de l'aéronef embarquant un tel dispositif d'aide à la navigation, exprimée en latitude et longitude. La couverture est par exemple la distance, en milles nautiques, entre les points extrêmes du dispositif d'affichage. Le point de référence correspond de préférence à un point fixe du dispositif d'affichage, par exemple le point situé à l'intersection de la médiane verticale du dispositif d'affichage et de la ligne délimitant les quarts horizontaux inférieurs du dispositif d'affichage, comme représenté sur la figure 1. Le dispositif de traitement 220 comporte un bus de communication 245 auquel sont reliées : - une unité centrale de traitement ou microprocesseur 250 (CPU, Central Processing Unit) ; - une mémoire morte 255 (ROM, Read Only Memory) pouvant comporter des programmes permettant le traitement des cartes électroniques ; et, - une mémoire vive ou mémoire cache 260 (RAM, Random Access Memory) comportant des registres adaptés à enregistrer des variables et paramètres créés et modifiés au cours de l'exécution des programmes précités, par exemple des données cartographiques. Optionnellement, le dispositif de traitement 220 peut également disposer : - d'un disque dur 265 pouvant comporter les programmes précités, des données traitées ou à traiter selon l'invention, ainsi que des cartes électroniques ; - d'une interface de communication 270 reliée à un réseau de communication distribué, par exemple le réseau AFDX, différent de celui représenté par le bus de communication 240, l'interface étant apte à transmettre et à recevoir des données ; et, d'un lecteur de cartes mémoires 275 adapté à y lire ou à y écrire des données traitées ou à traiter selon l'invention ainsi que des cartes électroniques. Le bus de communication permet la communication et l'interopérabilité entre les différents éléments inclus dans le dispositif de traitement 220 ou reliés à lui. La représentation du bus n'est pas limitative et, notamment, l'unité centrale est susceptible de communiquer des instructions à tout élément du dispositif de traitement 220 directement ou par l'intermédiaire d'un autre élément du dispositif de traitement 220. Le code exécutable de chaque programme permettant à l'appareil programmable de mettre en oeuvre les processus selon l'invention, peut être stocké, par exemple, dans le disque dur 265 ou en mémoire morte 255. Selon une variante, le code exécutable des programmes pourra être reçu par l'intermédiaire du réseau de communication, via l'interface 270, pour être stocké de façon identique à celle décrite précédemment.

Les cartes mémoires peuvent être remplacées par tout support d'information tel que, par exemple, un disque compact (CD-ROM). De manière générale, les cartes mémoires peuvent être remplacées par des moyens de stockage d'information, lisibles par un ordinateur ou par un microprocesseur, intégrés ou non à l'appareil, éventuellement amovibles, et adaptés à mémoriser un ou plusieurs programmes dont l'exécution permet la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ainsi que les cartes électroniques pour former le fond cartographique. De manière plus générale, le ou les programmes pourront être chargés dans un des moyens de stockage du dispositif de traitement 220 avant d'être exécutés. L'unité centrale 250 va commander et diriger l'exécution des instructions ou portions de code logiciel du ou des programmes selon l'invention, instructions qui sont stockées dans le disque dur 265 ou dans la mémoire morte 255 ou bien dans les autres éléments de stockage précités. Lors de la mise sous tension, le ou les programmes qui sont stockés dans une mémoire non volatile, par exemple le disque dur 265 ou la mémoire morte 255, sont transférés dans la mémoire vive 260 qui contient alors le code exécutable du ou des programmes selon l'invention, ainsi que des registres pour mémoriser les variables et paramètres nécessaires à la mise en oeuvre de l'invention. Il convient de noter que l'appareil de communication comportant le dispositif de traitement 220 peut également être un appareil programmé. Cet appareil contient alors le code du ou des programmes informatiques par exemple figé dans un circuit intégré à application spécifique (ASIC). Selon un mode de réalisation particulier, le CPU 250 est un processeur graphique standard permettant notamment de gérer les images par plans graphiques, selon un principe de calques, de gérer les fonctions de texturation pour appliquer une surface (texture) sur un objet tridimensionnel et de gérer une fonction de caméra virtuelle permettant de projeter un objet tridimensionnel sur une surface plane selon un point et un plan de projection déterminés.

La figure 3 illustre certaines étapes du procédé de l'invention pour déterminer en temps réel un fond cartographique à partir de plusieurs cartes électroniques selon un premier mode de réalisation. Une étape 300 a pour objet de sélectionner une ou plusieurs cartes électroniques selon un point de référence et une couverture reçus de l'interface utilisateur ou d'un autre dispositif. A partir de ce point de référence et de la couverture, le système détermine la zone géographique devant être affichée et en déduit les cartes électroniques nécessaires à l'élaboration du fond cartographique. Cette fonction de sélection est basée sur une organisation hiérarchique standard déterminée selon la couverture géographique des cartes, leur résolution et éventuellement d'autres paramètres tels que leur échelle. Le choix des cartes électroniques est notamment déterminé par la couverture requise. Connaissant le nombre de points par ligne et par colonne du dispositif d'affichage, il est possible, à l'aide de la couverture requise, d'en déduire la résolution d'affichage requise et de comparer celle-ci avec celle de la carte. De préférence, le choix de la carte (et donc de la résolution de la carte) est tel que la résolution de la carte est supérieure ou égale à la résolution d'affichage requise. Lorsque la ou les cartes électroniques ont été sélectionnées, elles sont accédées, c'est-à-dire, par exemple, qu'elles sont recopiées dans la mémoire de travail du dispositif de traitement des cartes électroniques. Selon l'exemple de configuration du dispositif de traitement illustré, les cartes électroniques sont accédées dans une carte mémoire, dans un disque dur ou via un réseau sur un serveur distant. Selon leur format de stockage, les cartes sont éventuellement décompressées pour être directement exploitable dans un format standard, par exemple une représentation brute de l'image telle que le format bitmap. Les éléments de cartes sont, si nécessaire, organisés de façon hiérarchique selon un format standard prédéterminé. Dans une étape suivante, les paramètres des cartes électroniques sélectionnées sont déterminés (étape 305). Ensuite, si la résolution des cartes électroniques est différente de la résolution d'affichage requise, les cartes électroniques sélectionnées sont adaptées en fonction de leur résolution pour être conforme à la résolution d'affichage requise (étape 310). Si la résolution des cartes électroniques est supérieure à la résolution d'affichage requise, cette étape consiste à réduire la taille de l'image représentant la carte, par exemple par suppression de points ou par pondération. A l'inverse, si la résolution des cartes électroniques est inférieure à la résolution d'affichage requise, cette étape consiste à augmenter la taille de l'image représentant la carte, par exemple par interpolation de points à partir de points de l'image. Les cartes sont alors converties pour être conforme à un datum géodésique et à une projection cartographique prédéterminés (étape 315). De préférence, les cartes sont converties pour être conforme au système WGS84 et à une projection azimutale orthographique selon un plan tangent à la terre au point déterminé par la position du véhicule embarquant le dispositif d'aide à la navigation et selon un point de projection situé à l'infini. Une telle transformation est définie mathématiquement par les caractéristiques du datum géodésique et de la projection cartographique de la carte ainsi que par les caractéristiques du datum géodésique et de la projection cartographique prédéterminés, ici le système WGS84 et la projection azimutale orthographique. Dans une étape suivante (étape 320), un plan graphique est créé pour chaque carte électronique convertie. Ces plans graphiques sont ensuite superposés, selon une priorité prédéterminée, pour former le fond cartographique (étape 325).

Bien que selon la description précédente, toutes les cartes électroniques nécessaires à l'élaboration d'un fond cartographique soient traitées simultanément, de façon parallèle, il est possible de traiter ces cartes électroniques de façon séquentielle, comme illustré par la flèche en pointillé. De façon avantageuse, une priorité est donnée à chaque carte électronique utilisée pour élaborer un fond cartographique afin de gérer le recouvrement des cartes électroniques. A titre d'illustration, la priorité peut être déterminée lors de l'étape de sélection des cartes électroniques selon leur résolution, la priorité étant donnée selon leur résolution (plus la résolution est élevée plus la priorité est élevée), selon la distance entre le point de référence utilisé et le point de la carte le plus proche ou selon l'origine de la carte (un utilisateur français préférera utiliser une carte française plutôt qu'une carte espagnole et réciproquement). Lors de l'élaboration du fond cartographique, les plans graphiques sont superposés les uns sur les autres, de telle sorte que le plan graphique correspondant à la carte électronique ayant la priorité la plus élevée soit sur le dessus et masque les parties communes, c'est-à-dire les parties contenant des informations cartographiques des plans graphiques inférieurs. Les parties des plans graphiques ne contenant pas d'information cartographique sont ici sans texture, c'est-à-dire transparentes.

La gestion des plans graphiques est de préférence gérée par un processeur graphique offrant une telle fonctionnalité.

Alternativement, les cartes électroniques peuvent être assemblées avant d'être utilisées pour supprimer toutes les zones de recouvrement. Lafigure 4, comprenant les figures 4a et 4b, illustre des exemples de gestion de recouvrement de cartes par l'utilisation de priorité et par assemblage préalable, respectivement. La figure 4a illustre l'élaboration d'un fond cartographique à partir de deux cartes 400 et 405, formant deux plans graphiques. Selon cet exemple, des niveaux de priorité sont associés aux cartes 400 et 405. Le niveau de priorité de la carte 405 est ici supérieur à celui de la carte 400. Ainsi, le plan graphique associé à la carte 405 est placé au dessus de celui qui est associé à la carte 400. En conséquence, la zone 410 de recouvrement des cartes est représentée par une portion de la carte 405, la portion correspondante de la carte 400 étant masquée par la carte 405. La figure 4b illustre l'assemblage de deux cartes électroniques avant l'élaboration d'un fond cartographique. Selon cet exemple, deux cartes 400' et 405' sont assemblées pour former une seule carte électronique 415 pouvant être utilisée par le dispositif d'aide à la navigation. Lors de l'assemblage de ces cartes une limite 420 est déterminée pour chaque zone de recouvrement afin de déterminer quelle carte est utilisée. Cette limite peut être définie manuellement ou automatiquement selon des critères tels que la résolution des cartes ou les informations contenues dans les cartes. Dans cet exemple, la zone 425 est issue de la carte 405' tandis que la zone 430 est issue de la carte 400'. Ni la zone 425 de la carte 400' ni la zone 430 de la carte 405' n'est utilisée pour former la carte 415.

Il convient de noter ici qu'un assemblage préalable de cartes électroniques permet de supprimer des informations redondantes et ainsi, d'économiser de la place mémoire nécessaire au stockage des cartes électroniques. Naturellement, les cartes assemblées doivent être définies selon les mêmes paramètres, notamment selon la même projection et la même résolution.

La figure 5, comprenant les figures 5a, 5b et 5c, représente schématiquement le résultat de certaines étapes du procédé d'élaboration d'un fond cartographique présenté sur la figure 3. La figure 5a illustre l'étape de sélection de deux cartes électroniques 500 et 505 selon la position d'un point de référence 510. Chaque carte est ici composée d'un ensemble d'éléments de cartes ayant les références génériques 500-ij et 505-kI, respectivement. Les courbes pointillées illustrent schématiquement des méridiens. Lorsque les cartes électronique 500 et 505 sont sélectionnées, le dispositif de traitement les charge en mémoire de travail en les décompressant, si nécessaire, et en organisant les éléments de carte de façon hiérarchique selon un schéma standard prédéterminé. Les zones 515 et 520 des cartes 500 et 505 (figure 5b) qui ne comprennent pas d'information cartographique sont identifiées de telle sorte que ces zones soient transparentes lorsqu'elles sont affichées. Les cartes électroniques 500 et 505 sont alors converties pour être représentées selon des paramètres communs, comme décrit précédemment, afin d'élaborer un fond cartographique 525 comme illustré sur la figure 5c. La partie 530 du fond cartographique 525, comprenant le point de référence 510 et correspondant aux dimensions du dispositif d'affichage, est alors affichée. Comme indiqué précédemment, il est possible d'ajouter des données géo-référencées au fond cartographique. De telles données sont de préférence positionnées dans un ou plusieurs plans graphiques distincts des plans graphiques utilisés pour former le fond cartographique, ces plans étant affichés en superposition du fond cartographique. Le positionnement des donnés géoréférencées est déterminé par le point de référence et la couverture d'affichage, indépendamment de l'élaboration du fond cartographique. La figure 6 illustre un exemple d'affichage d'information de navigation constitué d'un fond cartographique et de données géo-référencées. Comme illustré, le fond cartographique est constitué de plusieurs plans graphiques (le nombre de plans graphiques étant ici déterminé par le nombre de cartes électroniques utilisées pour élaborer le fond cartographique). De même, les données géo-référencées sont représentées selon plusieurs plans graphiques. Par exemple, un plan graphique peut être utilisé pour l'affichage de données tactiques, un autre plan graphique peut être utilisé pour l'affichage de données de navigation et un autre plan graphique peut être utilisé pour l'affichage de données de trafic. Ce mode d'affichage permet de sélectionner facilement quelles sont les données qui doivent être affichées par l'ajout ou la suppression de plans graphiques. De plus, ce mode d'affichage permet de définir la priorité des données à afficher par l'ordre de superposition des plans graphiques. La figure 7 représente l'affichage des plans graphiques illustrés sur la figure 6. Selon un second mode de réalisation les cartes électroniques utilisées pour élaborer un fond cartographique sont projetées sur une sphère, le fond cartographique étant ensuite déterminé par une projection azimutale orthographique réalisée sur le plan tangent à la sphère au point de référence selon un point de projection situé à l'infini. Lorsqu'il est implémenté à l'aide d'un processeur graphique, ce mode de réalisation permet de bénéficier des fonctions du processeur graphique, en particulier de la fonction de texturation d'objet tridimensionnel (projection d'une carte sur une sphère) et de la fonction de caméra virtuelle (projection azimutale orthographique).

La figure 8 illustre certaines étapes du procédé de l'invention pour déterminer en temps réel un fond cartographique à partir de plusieurs cartes électroniques selon un second mode de réalisation. Une étape 800, similaire à l'étape 300 décrite précédemment, a pour objet de sélectionner une ou plusieurs cartes électroniques selon un point de référence et une couverture reçus de l'interface utilisateur ou d'un autre dispositif. A partir de ce point de référence et de la couverture, le système détermine la zone géographique devant être affichée et en déduit les cartes électroniques nécessaires à l'élaboration du fond cartographique. Cette fonction de sélection est basée sur une organisation hiérarchique standard déterminée notamment selon la couverture géographique des cartes et leur résolution. Comme décrit précédemment, le choix des cartes électroniques est en particulier déterminé par la couverture requise. Connaissant le nombre de points par ligne et par colonne du dispositif d'affichage, il est possible, à l'aide de la couverture requise, d'en déduire la résolution d'affichage requise et de comparer celle-ci avec celle de la carte. De préférence, le choix de la carte (et donc de la résolution de la carte) est tel que la résolution de la carte est supérieure ou égale à la résolution d'affichage requise. Lorsque la ou les cartes électroniques ont été sélectionnées, elles sont accédées, c'est-à-dire, par exemple, qu'elles sont recopiées dans la mémoire de travail du dispositif de traitement des cartes électroniques. Selon l'exemple de configuration du dispositif de traitement illustré, les cartes électroniques sont accédées dans une carte mémoire, dans un disque dur ou via un réseau sur un serveur distant. Selon leur format de stockage, les cartes sont éventuellement décompressées pour être directement exploitables dans un format standard, par exemple une représentation brute de l'image telle que le format bitmap. Les éléments de cartes sont, si nécessaire, organisés de façon hiérarchique selon un format standard prédéterminé. Dans une étape suivante, les paramètres de chaque carte sélectionnée sont déterminés (étape 805). Ensuite, si la résolution des cartes est différente de la résolution d'affichage requise, les cartes sélectionnées sont adaptées en fonction de leur résolution pour être conformes à la résolution d'affichage requise (étape 810). Si la résolution des cartes est supérieure à la résolution d'affichage requise, cette étape consiste à réduire la taille de l'image représentant la carte, par exemple par suppression de points ou pondération. A l'inverse, si la résolution des cartes est inférieure à la résolution d'affichage requise, cette étape consiste à augmenter la taille de l'image représentant la carte, par exemple par interpolation de points à partir de points de l'image. Les cartes électroniques sont alors projetées sur une sphère représentant approximativement la terre, selon les paramètres des cartes électroniques (étape 815). Une telle transformation est définie mathématiquement par les caractéristiques du datum géodésique et de la projection cartographique des cartes électroniques.

La projection des cartes sur la sphère permet de créer un ou plusieurs éléments cartographiques sphériques (étape 820). Bien que selon la description précédente, toutes les cartes nécessaires à l'élaboration d'un fond cartographique soient traitées simultanément, de façon parallèle, il est possible de traiter ces cartes de façon séquentielle, comme illustré par la flèche en pointillé. Enfin, à partir des éléments cartographiques sphériques créés, un fond cartographique est élaboré (étape 825) par projection azimutale orthographique des éléments cartographiques sphériques sur un plan tangent à la sphère au point de référence selon un point de projection situé à l'infini, comme si la sphère était photographiée par un appareil photo situé sur la normale à la sphère au point de référence, situé à l'infini. De façon avantageuse, un niveau de priorité est assigné à chaque carte électronique, comme décrit précédemment, la projection des cartes électroniques sur la sphère étant réalisée selon l'ordre inverse des priorités. Ainsi, les informations cartographiques correspondant aux zones de recouvrement sont celles issues des cartes ayant les niveaux de priorité les plus élevés. La figure 9 illustre un exemple de mise en oeuvre du procédé décrit par référence à la figure 8 selon lequel des cartes électroniques sont tout d'abord projetées sur une sphère 900 représentant approximativement la terre en fonction des paramètres des cartes. Ainsi, la projection de cartes électroniques sur la sphère 900 permet d'obtenir des éléments cartographiques sphériques 905, 910 et 915 autour d'un point de référence 920. L'utilisation d'un appareil photographique virtuel 925 placé sur la normale 930 à la sphère 900 au point de référence 920, à l'infini, permet de prendre en temps réel une photographie virtuelle 935 des éléments cartographiques sphériques 905, 910 et 915. Une telle photographie virtuelle représente la projection azimutale orthographique des éléments cartographiques sphériques 905, 910 et 915 sur le plan tangent à la sphère 900 au point de référence 920 selon un point de projection situé à l'infini.

La photographie virtuelle 935 comprend une projection 905' d'une partie de l'élément cartographique sphérique 905. De même, la photographie virtuelle 935 comprend des projections 910' et 915' d'une partie des éléments cartographiques sphériques 910 et 915, respectivement.

La photographie virtuelle 935, ou une partie de celle-ci, constitue le fond cartographique qui est affiché sur le dispositif d'aide à la navigation. Comme décrit précédemment, il est possible d'afficher des données géoréférencées en superposition sur le fond cartographique. Pour limiter le traitement des cartes électroniques, il est possible d'effectuer certains prétraitements avant l'élaboration du fond cartographique, par exemple durant la préparation d'un plan de vol. Un tel prétraitement peu notamment consister à organiser les éléments cartographiques selon une organisation hiérarchique standard prédéterminée, à décompresser les cartes si celles-ci sont compressées, à supprimer des zones de recouvrement, à gérer des niveaux de priorité et à assembler certaines cartes électroniques. Naturellement, pour satisfaire des besoins spécifiques, une personne compétente dans le domaine de l'invention pourra appliquer des modifications dans la description précédente.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'élaboration d'au moins un fond cartographique en temps réel à partir d'une pluralité de cartes électroniques, des paramètres de projection et des paramètres géodésiques étant associés à chacune desdites cartes électroniques, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes, - sélection (300, 800) d'au moins deux cartes électroniques parmi ladite pluralité de cartes électroniques ; -conversion (315, 815) d'au moins une partie desdites au moins deux cartes électroniques sélectionnées selon des paramètres de projection et des paramètres géodésiques prédéterminés en fonction des paramètres de projection et des paramètres géodésiques associés à chacune desdites au moins deux cartes électroniques sélectionnées ; et, - élaboration (325, 825) d'un fond cartographique à partir desdites au moins deux cartes électroniques converties.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape d'adaptation de résolution (310, 810) d'au moins une partie de l'une desdites au moins deux cartes électroniques sélectionnées.

3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite étape de conversion comprend une étape de projection azimutale orthographique d'au moins une partie desdites au moins deux cartes électroniques sélectionnées.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacune desdites au moins deux cartes électroniques converties est représentée sur un plan graphique distinct.

5. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, 30 caractérisé en ce que ladite étape de conversion comprend les étapes suivantes,-projection d'au moins une partie desdites au moins deux cartes électroniques sélectionnées sur une sphère selon les paramètres de projection et les paramètres géodésiques associés auxdites au moins deux cartes électroniques sélectionnées, appelée première projection ; et, -projection sur un plan d'au moins une partie de ladite projection d'au moins une partie desdites au moins deux cartes électroniques sélectionnées sur une sphère, appelée seconde projection.

6. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite seconde projection est une projection azimutale orthographique.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en qu'un niveau de priorité est assigné à chacune desdites au moins deux cartes électroniques sélectionnées.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape d'ajout d'au moins une donnée géo-localisée.

9. Programme d'ordinateur comprenant des instructions adaptées à la mise en oeuvre de chacune des étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.

10. Dispositif comprenant des moyens adaptés à la mise en oeuvre 20 de chacune des étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à8.