FR3048576A1 - Systeme de communication et procede pour la transmission de signaux de donnees audio d'un cockpit d'aeronef vers une station au sol - Google Patents

Systeme de communication et procede pour la transmission de signaux de donnees audio d'un cockpit d'aeronef vers une station au sol Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un système de communication (1) embarqué dans un aéronef, ledit système comprenant un émetteur (2) permettant l'émission de signaux de données audio vers une station d'enregistrement au sol (5) munie de mémoires pour l'enregistrement desdites données, au moins un ensemble audio (6a,6b,6c) par pilote de l'aéronef pour émettre et recevoir des signaux de données audio, un enregistreur CVR (7) et une unité de gestion audio (8) connectée à chaque ensemble audio, à l'enregistreur CVR et à l'émetteur, ladite unité étant configurée pour transférer les signaux audio reçus ou émis par un ensemble audio à l'émetteur (2) et à l'enregistreur CVR (7), chaque ensemble audio (6a-6c) comprenant un système de détection d'utilisation (210,310,410) connecté à l'émetteur (2) et configuré pour émettre, vers l'émetteur (2), un signal représentatif de l'état utilisé de l'ensemble audio, l'émetteur (2) émettant les signaux de données audio reçus de l'unité de gestion (8) vers la station d'enregistrement au sol (5) à la réception dudit signal.

Description

SYSTEME DE COMMUNICATION ET PROCEDE POUR LA TRANSMISSION DE SIGNAUX DE DONNEES AUDIO D'UN COCKPIT D'AERONEF VERS UNE STATION AU SOL
La présente invention concerne un système de communication et un procédé pour la transmission en temps réel de signaux de données audio d'un cockpit d'un aéronef vers une station au sol d'enregistrement desdites données.
Chaque aéronef comprend un enregistreur CVR (cockpit voice recorder : enregistreur des conversations du cockpit) qui enregistre les sons dans le cockpit : à savoir les conversations entre les pilotes à l'intérieur du cockpit (pilote/copilote/3eme occupant), le bruit de fond du cockpit (bruits d'alarmes par exemple), ainsi que les conversations des pilotes avec une entité extérieure à l'aéronef (contrôle aérien ATC, mécaniciens au sol...).
Dans le but d'une gestion améliorée du suivi des communications dans les aéronefs, il est envisagé d'envoyer, via une communication par satellite, les données relatives aux sons dans le cockpit vers une station au sol qui les enregistrerait, en complément du stockage de ces données dans l'enregistreur CVR embarqué dans l'aéronef.
Le débit requis pour la transmission des données audio est élevé alors que la bande passante de la liaison par satellite entre l'aéronef et la station au sol est limité. De ce fait, la transmission à la station au sol des données enregistrées par l'enregistreur CVR pose un problème technique. L'un des objectifs de l'invention est de résoudre en tout ou partie cet inconvénient. A cet effet, l'invention concerne un système de communication embarqué dans un aéronef, ledit système comprenant un émetteur permettant l'émission de signaux de données audio vers une station d'enregistrement au sol munie de mémoires pour l'enregistrement desdites données, au moins un ensemble audio par pilote de l'aéronef pour émettre et recevoir des signaux de données audio, un enregistreur CVR et une unité de gestion audio connectée à chaque ensemble audio, à l'enregistreur CVR et à l'émetteur, ladite unité étant configurée pour transférer simultanément les signaux audio reçus ou émis par un ensemble audio à l'émetteur et à l'enregistreur CVR, chaque ensemble audio comprenant un système de détection d'utilisation connecté à l'émetteur et configuré pour émettre vers l'émetteur un signal représentatif de l'état utilisé de l'ensemble audio, l'émetteur émettant les signaux de données audio reçus de l'unité de gestion vers la station d'enregistrement au sol à la réception dudit signal.
Ainsi, selon l'invention, seuls les signaux de données audio émis ou reçus d'un ensemble audio utilisé par un pilote sont transmis à la station au sol pour enregistrement. Par conséquent, les signaux de données audio émis ou reçus par les ensembles audio non utilisés (qui sont toujours enregistrés dans l'enregistreur CVR) ne sont pas transmis à la station au sol. L'utilisation de la bande passante de la liaison satellite est alors optimisée. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un aéronef équipé d'un système de communication selon l'invention pour émettre des signaux de données audio vers une station au sol configuré pour enregistrer lesdits signaux ; - la figure 2 est une vue schématique du système de communication de l'invention de la figure 1, ledit système de communication comprenant plusieurs ensembles audio où chaque ensemble est utilisable par un pilote pour émettre et recevoir des signaux de données audio; - la figure 3 est une vue similaire à la figure 2 selon un mode de réalisation de l'invention dans lequel un ensemble audio est un casque audio muni d'un microphone ; - la figure 4 est une vue similaire à la figure 2 selon un mode de réalisation de l'invention dans lequel un ensemble audio comprend un casque audio et un microphone indépendants l'un de l'autre ; - la figure 5 est une vue similaire à la figure 2 selon un mode de réalisation de l'invention dans lequel un ensemble audio comprend un microphone et un haut-parleur indépendants l'un de l'autre.
En référence avec les figures 1 et 2, un système de communication 1 selon l'invention embarqué dans un aéronef A comprend un émetteur 2 permettant l'émission, au moyen d'une liaison satellite 4, de signaux de données audio vers une station d'enregistrement au sol 5 munie de mémoires (non représentées) pour l'enregistrement desdites données, au moins un ensemble audio 6a-c par pilote pour émettre et recevoir des signaux de données audio, un microphone 9 pour enregistrer le bruit de fond dans le cockpit C de l'aéronef, un enregistreur CVR 7, et une unité de gestion audio 8 chargée de répartir les signaux audio entre les différents composants du système de communication. L'unité de gestion audio 8 est connectée à chaque ensemble audio 6a-6c, à l'émetteur 2, à l'enregistreur CVR 7 et à des moyens radio de l'aéronef 10 (transmetteur) par lesquels des signaux audio sont envoyés vers ou reçus des entités extérieures à l'aéronef (non représentées) comme, par exemple, le contrôle aérien (ATC).
Il est à noter que le système de communication 1 illustré à la figure 2 comprend trois ensembles audio 6a-c, avec un premier ensemble audio 6a dédié au pilote, un second ensemble audio 6b dédié au copilote et un troisième ensemble audio 6c dédié au 3eme occupant. Chaque ensemble audio 6a-6c est indépendant des autres ensembles audio de sorte que chaque pilote peut communiquer avec une entité (ensemble audio ou moyens radio) différente de celle avec laquelle communique un autre pilote.
La répartition des signaux audio dans le système de communication 1 est la suivante : • un signal de données audio émis par le microphone 9 est directement envoyé à l'enregistreur CVR 7 pour son enregistrement ; • un signal de données audio émis par un ensemble audio 6a-c vers un autre ensemble audio 6a-c ou vers les moyens radio 10, ou un signal provenant d'un autre ensemble audio 6a-c ou des moyens radio 10 et à destination d'un ensemble audio 6a-c est envoyé à l'unité de gestion 8 qui le transmet simultanément, via un canal dédié à cet ensemble audio, à l'enregistreur CVR 7 pour son enregistrement et à l'émetteur 2. Comme représenté à la figure 2, l'unité de gestion 8 envoie des signaux de données audio du premier/deuxième/troisième/ ensemble audio à l'enregistreur CVR 7 et à l'émetteur 2 via, respectivement, un premier canal Cl /un deuxième canal C2/ troisième canal C3. L'invention consiste à optimiser l'utilisation de la bande passante de la liaison satellite 4 en activant la communication entre le système de communication 1 et la liaison au sol 5 à la condition qu'un pilote utilise l'ensemble audio 6a-c qui lui est dédié. A cet effet, chaque ensemble audio 6a-c, comme par exemple l'ensemble 6a illustré à la figure 3, comprend un système de détection d'utilisation 210 connecté directement à l'émetteur 2 via une liaison de donnée 111. Le système de détection d'utilisation 210 émet, vers l'émetteur 2, un signal indicatif de l'état utilisé ou non de l'ensemble audio et l'émetteur 2 active la communication entre le système de communication 1 et la station sol 5 à la condition que le signal qu'il reçoit du système de détection d'utilisation 110 indique que l'ensemble audio 200 est utilisé par le pilote. Par exemple, le signal émis par le système de détection d'utilisation 210 d'un ensemble vers l'émetteur 2 est un signal numérique comprenant un bit PORT mis à 1 (signal représentatif de l'état utilisé de l'ensemble audio) l'ensemble audio est utilisé et à 0 sinon (signal représentatif de l'état non-utilisé de l'ensemble audio).
Comme visible à la figure 3, l'ensemble audio 6a est, par exemple, un casque muni de deux haut-parleurs gauche 212 et droite 213 reliés par un arceau 214 pouvant enserrer la tête d'un pilote qui porte le casque, et d'un microphone 215 fixé à l'un des haut-parleurs. Ce casque 200 sera appelé boomset dans la suite de la description.
Lorsque le boomset 200 n'est pas porté, l'arceau 214 a naturellement une courbure qui donne un écartement plus étroit que la largeur de la tête moyenne d'une personne. Au contraire, lorsque le boomset 200 est porté, l'arceau 214 se déforme du fait de la largeur de la tête du pilote et la courbure de l'arceau augmente. Le système de détection d'utilisation 210 comprend un détecteur 210a de type jauge de contrainte arrangée sur l'arceau 214, ainsi que des moyens de commandes 210b, par exemple un microcontrôleur arrangé sur un écouteur, connecté au détecteur 210a et à l'émetteur 2 via la liaison 111 et configuré pour analyser les signaux reçus du détecteur et modifier le statut du bit PORT envoyé à l'émetteur 2.
La jauge de contrainte 210a est par exemple un film collé à l'arceau et constitué d'un isolant électrique (sur la face du film fixée à l'arceau) sur lequel est arrangé un fil métallique muni de spires s'étendant le long de l'arceau. Alternativement, la jauge de contrainte est un film polymère piézoélectrique collé sur l'arceau.
Lorsque le pilote place le boomset 200 sur sa tête, la courbure de l'arceau 214 est modifiée par rapport à sa courbure naturelle et la jauge de contrainte 110a se déforme par rapport à une position neutre obtenue lorsque le boomset n'est pas porté. Les moyens de commandes 210b émettent un signal avec le bit PORT mis à 1 vers l'émetteur 2 et les signaux transmis par l'unité de gestion 8 à l'émetteur 2 via le canal Cl sont transmis vers la station au sol 5 pour enregistrement.
Au contraire, lorsque le pilote enlève le boomset, l'arceau 214 reprend sa courbure naturelle et la jauge de contrainte reprend sa position neutre. Les moyens de commandes émettent un signal avec le bit PORT mis à 0 vers l'émetteur 2 de sorte que les signaux transmis par l'unité de gestion 8 à l'émetteur 2 via le canal Cl ne sont pas transmis vers la station au sol 5.
Ainsi, selon l'invention, seuls les signaux de données audio émis ou reçus d'un ensemble audio 6a-6c utilisé par un pilote sont transmis à la station au sol 5 pour enregistrement. Par conséquent, les signaux de données audio émis ou reçus par les ensembles audio 6a-6c non utilisés, et qui sont cependant enregistrés dans l'enregistreur CVR 7 ne sont pas transmis à la station au sol 5. L'utilisation de la bande passante de la liaison satellite 4 est alors optimisée.
Dans une variante, la jauge de contrainte 210a est remplacée par un capteur thermique pour détecter un contact avec la peau du pilote ou un capteur optique (comprenant un émetteur de type laser arrangé sur un écouteur et associé à une photodiode arrangée sur l'autre écouteur) pour détecter un masquage lorsque le boomset 100 est porté par le pilote.
En référence avec la figure 4, et dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'ensemble audio 6a comprend un casque audio 311 associé à un microphone à main 315 indépendant du casque. Le casque 311 est de manière classique muni de deux haut-parleurs gauche 312 et droite 313 reliés par un arceau 314 pouvant enserrer la tête du pilote qui porte le casque.
Le système de détection 310 est arrangé sur le casque, par exemple dans l'écouteur gauche 312, et est identique à celui qui a été décrit plus haut en relation avec le casque du boomset 200. De la même manière que pour le boomset 200, le système de détection 310 du dispositif audio 300 envoie un signal à l'émetteur 2, le signal comprenant un bit PORT mis à 1 si le casque est porté, à 0 sinon.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention illustré à la figure 5, l'ensemble audio 6a comprend un microphone à main 415 et un haut-parleur 411 installé dans le cockpit C de l'aéronef. Le microphone 415 comprend un bouton 415a PTT (push to talk: appuie pour parler) permettant au pilote d'activer le microphone lorsque ce bouton est pressé.
Le système de détection d'utilisation 410 connecté à l'émetteur comprend deux parties, avec une première partie 410a associée au microphone 415 pour la détection de l'utilisation de l'ensemble audio pour l'émission de signaux de données audio et une seconde partie 410b associée au haut-parleur 411 pour la détection de l'utilisation de l'ensemble audio pour la réception de signaux de données audio.
La première partie 410a comprend un contacteur (non représenté) associé au bouton PTT 415a et des moyens de commandes 410a', par exemple un microcontrôleur, tous deux arrangés dans le microphone. Les moyens de commandes 410a' sont connectés au connecteur et à l'émetteur 2 via une liaison 412. Les moyens de commandes 410a' sont configurés pour analyser le signal reçu du contacteur et envoyer un signal indicatif de l'état utilisé ou non du microphone 415 à l'émetteur 2. Par exemple, le signal émis par les moyens de commandes 410a' est un signal numérique comprenant un bit PORT mis à 1 si le dispositif est utilisé et à 0 sinon.
Lorsque le pilote utilise le microphone 415, il appuie sur le bouton PTT 415a ce qui place le contacteur dans un état fermé : l'émetteur 2 reçoit par les moyens de commandes du détecteur 410a' un signal avec le bit PORT mis à 1 et les signaux de données audio transmis par l'unité de gestion 8 à l'émetteur 2 via le canal Cl sont transmis vers la station au sol 5 pour enregistrement.
En variante de la première partie 410a, les moyens de commandes 410a' sont directement intégrés dans l'unité de gestion 8.
La seconde partie 410b du système de détection d'utilisation 410 comprend un comparateur 410b' arrangé dans l'émetteur 2. Le comparateur est configuré pour mesurer le niveau des signaux audio reçus par l'émetteur 2 via le canal Cl (le niveau des signaux mesurés par le comparateur 410b' est proportionnel au niveau des signaux reçus par le haut-parleur 411) et pour comparer le niveau mesuré à un seuil prédéterminé : • la réception d'un signal ayant un niveau supérieur ou égal au seuil indique une réception en cours d'un signal de données audio par le haut-parleur 411 et la communication entre le système de communication 1 et la station sol 5 est donc activée ; et • la réception d'un signal ayant un niveau inférieur au seuil indique une réception en cours d'un bruit de fond par le haut-parleur 411 et la communication entre le système de communication 1 et la station sol 5 n'est pas activée.
Dans la description, il a été considéré que le signal émis par le système de détection d'utilisation d'un ensemble audio vers l'émetteur 2 est un signal numérique comprenant un bit PORT mis à 1 si le dispositif est utilisé et à 0 sinon. En variante, le signal émis par le système de détection d'utilisation d'un ensemble audio est un signal analogique d'amplitude nulle (signal représentatif de l'état non utilisé de l'ensemble audio) si l'ensemble audio est porté, et d'amplitude non nulle et supérieure à une valeur seuil (signal représentatif de l'état utilisé de l'ensemble audio) si l'ensemble audio est porté. L'émetteur mesure l'amplitude du signal émis par le système de détection d'utilisation d'un ensemble audio et active l'émission de signaux de données vers la station au sol 5 si le signal a une amplitude supérieure à la valeur seuil.

Claims (5)

  1. REVENDICATIONS : 1) Système de communication (1) embarqué dans un aéronef (A), ledit système comprenant un émetteur (2) permettant l'émission de signaux de données audio vers une station d'enregistrement au sol (5) munie de mémoires pour l'enregistrement desdites données, au moins un ensemble audio (6a-c) par pilote de l'aéronef pour émettre et recevoir des signaux de données audio, un enregistreur CVR (7) et une unité de gestion audio (8) connectée à chaque ensemble audio (6a-c), à l'enregistreur CVR (7) et à l'émetteur (2), ladite unité étant configurée pour transférer les signaux audio reçus ou émis par un ensemble audio à l'émetteur (2) et à l'enregistreur CVR (7), caractérisé en ce que chaque ensemble audio (6a-6c) comprend un système de détection d'utilisation (210,310,410) connecté à l'émetteur (2) et configuré pour émettre, vers l'émetteur (2), un signal représentatif de l'état utilisé de l'ensemble audio, l'émetteur (2) émettant les signaux de données audio reçus de l'unité de gestion (8) vers la station d'enregistrement au sol (5) à la réception dudit signal.
  2. 2) Système de communication (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble audio (6a) comprend un casque audio (200,300) muni de deux écouteurs (212,213,312,313) reliés par un arceau (214,314), le système de détection d'utilisation (210,310) comprend un détecteur (210a) ainsi que des moyens de commandes (210b) arrangés sur un écouteur et connectés au détecteur (210a) et à l'émetteur (2).
  3. 3) Système de communication (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le détecteur est pris parmi l'un des détecteurs suivants : - une jauge de contrainte arrangée sur l'arceau (214) ; - un capteur thermique arrangé sur l'arceau (214) ; - un capteur optique.
  4. 4) Système de communication (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que les moyens de commandes (210,410a') sont un microcontrôleur.
  5. 5) Procède pour la transmission de signaux de données audio d'un aéronef (A) vers une station d'enregistrement au sol (5) munie de mémoires pour l'enregistrement desdites données, ledit procédé étant mis en oeuvre par un système de communication (1) embarqué dans un aéronef (A), ledit système comprenant un émetteur (2) permettant l'émission de signaux de données audio vers une station d'enregistrement au sol (5) munie de mémoires pour l'enregistrement desdites données, au moins un ensemble audio (6a-c) par pilote de l'aéronef pour émettre et recevoir des signaux de données audio, un enregistreur CVR (7) et une unité de gestion audio (8) connectée à chaque ensemble audio (6a-c) à l'enregistreur CVR (7) et à l'émetteur (2), ladite unité étant configurée pour transférer les signaux audio reçus ou émis par un ensemble audio (6a-c) à l'émetteur (2) et à l'enregistreur CVR (7), chaque ensemble audio (6a-6c) comprenant un système de détection d'utilisation (210,310,410) connecté à l'émetteur (2) et configuré pour émettre, vers l'émetteur (2), un signal représentatif de l'état utilisé ou non de l'ensemble audio, caractérise en ce que le procédé comprend les étapes successives suivantes : - une étape de réception par l'émetteur (2) d'un signal représentatif de l'état utilisé d'un ensemble audio (6a-c), ledit signal étant émis par le système de détection d'utilisation (210,310,410) dudit ensemble audio (6a-c) ; - une étape d'émission, par l'émetteur (2) vers la station d'enregistrement au sol (5), des signaux audio reçus ou émis par ledit ensemble audio (6a-c) et transférés par l'unité de gestion (8) à l'émetteur (2).
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