FR3122730A1 - Systeme de guidage de navigation par ambiance lumineuse - Google Patents

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Abstract

L’invention a pour objet un dispositif de guidage d’un pilote dans un environnement de navigation virtuel ou réel destiné à être embarqué dans une cabine de pilotage présentant un espace interne comprenant : au moins une unité de création d’ambiance lumineuse, l’ambiance lumineuse étant définie par au moins un paramètre d’éclairage choisi parmi une intensité d’éclairage, une couleur d’éclairage, une portion de l’espace interne éclairée ; chaque unité de création d’ambiance lumineuse étant placée de manière à éclairer une portion de l’espace interne associée, ladite portion de l’espace étant incluse dans le champ de vision périphérique du pilote ; une unité d’acquisition pour acquérir au moins une information externe de navigation de l’environnement de navigation ;une unité de commande pour commander  l’au moins une unité de création d’ambiance en déterminant les paramètres d’éclairage en fonction de l’information externe reçue. Figure pour l’abrégé : Fig.2a

Description

Système de guidage de navigation par ambiance lumineuse
Champ d’application
La présente invention concerne le domaine des interfaces homme-machine (IHM) et plus spécifiquement les systèmes de guidage de navigation dans un environnement réel ou virtuel qui remonte l’information à l’utilisateur pour lui demander des actions spécifiques.
L’invention trouve une application pour le pilotage d’un véhicule aéronautique, spatial, terrestre ou maritime. De plus, il est possible d’appliquer l’invention dans le domaine du divertissement, jeu vidéo, et de la réalité virtuelle et augmentée.
Problème soulevé
Le pilote d’un véhicule lors d’une navigation a besoin de recueillir des informations à partir de l’environnement de navigation externe à la cabine de pilotage. Ces informations sont nécessaires pour réaliser une navigation sure et efficace. Ainsi, le pilote regarde à l’extérieur de sa cabine de pilotage pour suivre le trajet de navigation et pour éviter les obstacles par exemple. De plus, il réalise des vérifications répétitives des indicateurs du tableau de bord de navigation nécessitant un détournement de la vue. Dans des situations particulières, lorsque le pilote ne peut pas détourner sa vue de l’environnement externe, il est possible que le copilote remonte les informations du tableau de bord de navigation par voie sonore. Cependant, dans des situations de stress extrême, il a été démontré que la sensibilité auditive des pilotes est largement réduite rendant l’échange d’informations avec le copilote impossible, ou engendre une latence trop importante de la transmission de l’information. A titre d’exemple, de nombreux rapports d’analyses d’accidents d’avion ont montré que les pilotes n’entendaient plus les alarmes sonores en cas de stress extrême précédant la catastrophe.
La lecture des indicateurs de tableau de bord ou la fixation par le pilote sur la trajectoire de navigation stimule la vision fovéale du pilote. On entend par vision fovéale la vision due à la partie centrale de la rétine, appelée fovéa. Lors d’une stimulation de la vision fovéale, l’œil s’arrête pendant 200 à 400 ms sur point de fixation pour obtenir des détails à haute résolution. Elle se caractérise alors par une activité cognitive supérieure pour analyser le stimulus visuel d’une manière précise et détaillée.
On entend par « charge cognitive » l’intensité de l’activité mentale, physique, sensorielle et psychologique de l’utilisateur (pilote par exemple) pour réaliser les processus cognitifs en interaction avec les informations de l’environnement induisant des actions en réponse à une situation particulière. Plus spécifiquement, l’invention traite la charge cognitive pour réaliser les processus cognitifs de perception, de représentation, de catégorisation et de prise de décision.
Pour résumer, nous avons démontré le besoin de réaliser un moyen de guidage du pilote pour lui fournir des informations de navigation supplémentaires dans les conditions suivantes :
  • La vision fovéale du pilote est déjà sollicitée avec l’impossibilité de détourner le regard du point de fixation.
  • et/ou les stimulations des autres canaux sensoriels, plus spécifiquement l’ouïe, est impossible ou difficile (par exemple : handicap physique, situation de stress extrême, environnement bruyant, absence du copilote)
  • et/ou les autres canaux sensoriels non préconisés (besoin d’être silencieux).
Alternativement, pour les applications de divertissement réalisées par des dispositifs de réalité virtuelle ou augmentée, l’utilisateur se concentre généralement sur un point de fixation stimulant ainsi la vision fovéale. Pour améliorer l’expérience de l’utilisateur, on propose de réaliser des moyens de guidage pour communiquer des informations supplémentaires à l’utilisateur sans nécessité de détourner le regard du point de fixation tout en évitant la surcharge cognitive.
Le problème technique à résoudre est alors la réalisation d’un dispositif permettant la fourniture des informations de navigation au pilote, par un canal optique lorsque sa vision fovéale est déjà sollicitée tout en minimisant la charge cognitive ressentie par le pilote. L’invention peut être appliquée dans un environnement de navigation réel (aéronautique, spatiale, terrestre ou maritime) ou virtuel (simulateur de navigation pour apprentissage, réalité virtuelle)
Art antérieur/ Restrictions de l’état de l’art
La demande de brevet français FR2743892 décrit un système d’aide au pilotage d’aéronef comprenant un viseur tête haute (HUD pour Head Up Display en Anglais) pour fournir au pilote des informations de navigations sans détourner sa vision du point de fixation. Les informations sont affichées sous forme de symboles numériques (caractères alpha numériques) ou analogiques (forme géométrique dans un espace à deux dimensions). Le pilote change son regard de temps à autre vers ce HUD pour acquérir de l’information. L’inconvénient de la solution proposée par ce document est que les informations supplémentaires sont affichées dans le champ de vision fovéale et que leur interprétation par le pilote génère une charge cognitive supplémentaire. Cela rend cette solution non adaptée avec les conditions de navigation difficiles préalablement détaillées à cause de la surcharge cognitive.
La demande de brevet français FR3029613 présente un véhicule de transport terrestre comportant un dispositif d’éclairage pour créer une ambiance d’éclairage interne au véhicule. Ces dispositifs sont généralement activés au moment de l'ouverture/fermeture physique d'une des portes du véhicule ou suite à une commande à distance de déverrouillage/verrouillage des portes du véhicule. Les dispositifs d’éclairage selon ce document ne permettent pas la création d’ambiance lumineuse traduisant des informations de navigation provenant de l’environnement de navigation. De plus, l’ambiance lumineuse de la solution de ce document ne permet pas de quantifier ou d’évaluer des informations de navigation.
Les solutions de casques de réalité augmentée (HMD pour Helmet-Mounted Display en anglais) se basent sur l’intégration d’un écran qui permet d’avoir un affichage qui suit en permanence le regard du pilote. Ainsi, le casque permet l’affichage continu des informations en cohérence avec la vision extérieure. Les informations sont affichées sous forme de symboles numériques (caractères alpha numérique) ou analogiques (forme géométrique dans un espace à deux dimensions). L’inconvénient de cette solution est que les informations supplémentaires sont affichées dans le champ de vision fovéale et que leur interprétation par le pilote génère une charge cognitive supplémentaire. Cela rend cette solution non adaptée avec les conditions de navigation difficiles préalablement détaillées à cause la surcharge cognitive.
Réponse au problème et apport solution
Pour pallier les limitations des solutions existantes en ce qui concerne l’optimisation de l’exploitation des canaux sensoriels optiques d’un pilote pour récupérer et interpréter des informations de navigation sans augmenter la charge cognitive, l’invention propose plusieurs modes de réalisation d’un dispositif de guidage de navigation destiné à être embarqué dans une cabine de pilotage et permettant la création d’ambiance lumineuse dans la cabine. L’ambiance lumineuse est définie par au moins un paramètre d’éclairage choisi parmi une intensité d’éclairage, une couleur d’éclairage, une portion de l’espace interne éclairée. Les paramètres définissant l’ambiance lumineuse dépendent des informations de navigation acquises par le dispositif de guidage. L’utilisation de l’ambiance lumineuse dépendant des informations de navigation permet de transmettre ces informations au pilote en stimulant un second canal sensoriel optique qui est sa vision périphérique. On entend par « vision périphérique » la stimulation des zones de réception de l’œil hors fovéa. Elle livre des impressions globales, comprimées et déformées du champ de vision total. Elle couvre un champ visuel très large allant à 110° pour chaque œil. Elle se caractérise alors par une activité cognitive inférieure pour livrer une impression générale d’une situation visuelle sans détail. L’avantage du codage des informations de navigation par une ambiance lumineuse à l’intérieur de la cabine consiste à stimulation de la vision périphérique permettant d’exploiter un canal sensoriel optique supplémentaire lorsque la vision fovéale du pilote est déjà utilisée par le pilote sur un point de fixation. Cela permet ainsi de fournir des informations de navigation au pilote, par un canal optique lorsque sa vision fovéale est déjà sollicitée tout en minimisant la charge cognitive ressentie par le pilote.
Résumé /Revendications
L’invention a pour objet un dispositif de guidage d’un pilote dans un environnement de navigation virtuel ou réel destiné à être embarqué dans une cabine de pilotage présentant un espace interne comprenant :
  • au moins une unité de création d’ambiance lumineuse, l’ambiance lumineuse étant définie par au moins un paramètre d’éclairage choisi parmi une intensité d’éclairage, une couleur d’éclairage, une portion de l’espace interne éclairée ;
chaque unité de création d’ambiance lumineuse étant placée de manière à éclairer une portion de l’espace interne associée, ladite portion de l’espace étant incluse dans le champ de vision périphérique du pilote ;
  • Une unité d’acquisition pour acquérir au moins une information externe de navigation de l’environnement de navigation ;
  • une unité de commande pour commander l’au moins une unité de création d’ambiance en déterminant les paramètres d’éclairage en fonction de l’information externe reçue.
Selon un aspect particulier de l’invention, chaque unité de création d’ambiance lumineuse comprend au moins un groupe de composants électroluminescents aptes à émettre de la lumière à une même longueur d’ondes spécifique audit groupe.
Selon un aspect particulier de l’invention, chaque unité de création d’ambiance lumineuse est fixée sur une paroi interne de la cabine et comprend en outre un élément de rétrodiffusion disposé entre les composants électroluminescents de ladite unité de création d’ambiance lumineuse et ladite paroi interne pour convertir la lumière émises en une ambiance lumineuse dans la portion de l’espace interne associée par rétrodiffusion.
Selon un aspect particulier de l’invention, chaque unité de création d’ambiance lumineuse est fixée sur une paroi interne de la cabine et comprend en outre un élément de diffusion disposé entre les composants électroluminescents de ladite unité de création d’ambiance lumineuse et la portion de l’espace interne associée pour convertir la lumière émises en une ambiance lumineuse dans la portion de l’espace interne associée par diffusion..
Selon un aspect particulier de l’invention, chaque unité de création d’ambiance lumineuse est un afficheur transparent.
Selon un aspect particulier de l’invention, l’unité d’acquisition est configurée pour l’acquisition d’une pluralité d’informations externes de navigation, chaque information externe de navigation comprenant une première composante définissant la nature de ladite information de navigation, associée à une couleur d’éclairage prédéterminée. L’unité de commande est configurée pour activer au moins un groupe de composants électroluminescents en fonction de la couleur d’éclairage associée à la nature de l’information de navigation.
Selon un aspect particulier de l’invention, la nature de l’information de navigation est la position d’un obstacle ou un objectif dans l’environnement de navigation.
Selon un aspect particulier de l’invention, l’unité d’acquisition est configurée pour l’acquisition d’une pluralité d’informations de navigation, chaque information de navigation comprend une deuxième composante définissant une valeur de l’information de navigation, associée à une intensité d’éclairage. L’unité de commande est configurée pour moduler l’intensité d’éclairage selon la valeur de l’information de navigation.
Selon un aspect particulier de l’invention, la valeur de l’information de navigation est la distance entre un obstacle ou un objectif, et la cabine de pilotage.
Selon un aspect particulier de l’invention, l’unité d’acquisition est configurée pour l’acquisition d’une pluralité d’informations externes de navigation, chaque information externe de navigation comprend une troisième composante définissant une direction à partir de la cabine de pilotage, ladite direction étant associée à une portion de l’espace interne. L’unité de commande est configurée pour activer l’unité de création d’ambiance lumineuse placée de manière à éclairer la portion de l’espace interne associée à ladite direction.
Selon un aspect particulier de l’invention, ladite direction est la direction du vecteur partant de la cabine de pilotage vers la position d’un obstacle ou d’un objectif.
Selon un aspect particulier de l’invention, l’unité d’acquisition est configurée pour l’acquisition d’une pluralité d’informations externes de navigation, chaque information externe de navigation comprend une composante définissant une valeur de l’information de navigation. L’unité de commande est configurée pour activer au moins un groupe de composants électroluminescents de manière à obtenir une couleur d’éclairage fonction de la comparaison entre la valeur de l’information de navigation et une valeur seuil prédéterminée.
L’invention a pour objet en outre un véhicule de transport aérien ou terrestre ou maritime comprenant une cabine de pilotage présentant un espace interne défini par une pluralité de parois, ladite cabine de pilotage comprenant un dispositif de guidage selon l’une quelconque des revendications précédentes.
Selon un aspect particulier de l’invention, le dispositif de guidage du véhicule de transport aérien ou terrestre ou maritime comprend quatre unités de création d’ambiance lumineuse :
  • la première unité de création d’ambiance lumineuse étant placée sur la paroi haute de la cabine de pilotage de manière à éclairer un compartiment haut de la cabine de pilotage ;
  • la deuxième unité de création d’ambiance lumineuse étant placée sur la paroi basse de la cabine de pilotage de manière à éclairer un compartiment bas de la cabine de pilotage
  • la troisième unité de création d’ambiance lumineuse étant placée sur la paroi gauche de la cabine de pilotage de manière à éclairer un compartiment gauche de la cabine de pilotage
  • la quatrième unité de création d’ambiance lumineuse étant placée sur la paroi droite de la cabine de pilotage de manière à éclairer un compartiment droit de la cabine de pilotage
L’invention a pour objet en outre un simulateur de pilotage dans un environnement de navigation virtuel comprenant une cabine de pilotage présentant un espace interne définit par une pluralité de parois, ladite cabine de pilotage comprenant un dispositif de guidage.
Selon un aspect particulier de l’invention, le dispositif de guidage comprend quatre unités de création d’ambiance lumineuse :
  • la première unité de création d’ambiance lumineuse étant placée sur la paroi haute de la cabine de pilotage de manière à éclairer un compartiment haut de la cabine de pilotage ;
  • la deuxième unité de création d’ambiance lumineuse étant placée sur la paroi basse de la cabine de pilotage de manière à éclairer un compartiment bas de la cabine de pilotage
  • la troisième unité de création d’ambiance lumineuse étant placée sur la paroi gauche de la cabine de pilotage de manière à éclairer un compartiment gauche de la cabine de pilotage
  • la quatrième unité de création d’ambiance lumineuse étant placée sur la paroi droite de la cabine de pilotage de manière à éclairer un compartiment droit de la cabine de pilotage
L’invention a pour objet en outre une première méthode de simulation de navigation d’un pilote dans un environnement virtuel présentant une pluralité d’informations de navigation, chaque information de navigation comprenant :
  • une première composante définissant la nature de l’information de navigation,
  • une deuxième composante définissant la valeur de l’information de navigation,
  • une troisième composante définissant une direction à partir de la position du pilote, ladite direction étant associée à une région de environnement virtuel;
La méthode de simulation comprenant les étapes suivantes :
  1. déterminer une couleur d’éclairage en fonction de la nature de l’information de navigation,
  2. déterminer une intensité d’éclairage en fonction de la valeur de l’information de navigation,
  3. déterminer une portion d’espace de l’environnement virtuel en fonction de la direction à partir de la position du pilote,
  4. simuler une ambiance lumineuse dans la portion d’espace de l’environnement virtuel avec la couleur d’éclairage et l’intensité d’éclairage choisis.
L’invention a pour objet en outre une seconde méthode de simulation de navigation d’un pilote dans un environnement virtuel présentant une pluralité d’informations de navigation, chaque information de navigation comprenant une composante définissant la valeur de l’information de navigation,
la méthode de simulation comprenant les étapes suivantes :
i’- comparer la valeur de l’information de navigation à une valeur seuil prédéterminée.
ii’- déterminer une couleur d’éclairage en fonction de la comparaison entre la valeur de l’information de navigation et une valeur seuil prédéterminée.
iii’- simuler une ambiance lumineuse dans au moins une portion d’espace de l’environnement virtuel avec la couleur d’éclairage choisie.
L’invention a pour objet en outre un programme d'ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur associé à une interface de réalité virtuelle, conduisent celui-ci à mettre en œuvre la première méthode de simulation ou la seconde méthode de simulation.
L’invention a pour objet en outre un support d'enregistrement lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur configuré pour commander une interface de simulation de réalité virtuelle, conduisent celui-ci à mettre en œuvre la première méthode de simulation ou la seconde méthode de simulation.
L’invention a pour objet en outre un dispositif de simulation de réalité virtuelle comprenant un processeur adapté à la méthode selon la revendication 17 ou 18 et configuré pour mettre en œuvre les étapes de la première méthode de simulation ou la seconde méthode de simulation.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit en relation aux dessins annexés suivants :
la illustre une vue en coupe selon le plan (x,y) illustrant le champ de vision fovéal et le champ de vision périphérique d’un pilote ;
la illustre une vue en coupe selon le plan (z,y) illustrant le champ de vision fovéal et le champ de vision périphérique d’un pilote ;
la illustre un diagramme fonctionnel d’un premier mode de réalisation du dispositif de guidage dans une cabine de pilotage selon l’invention ;
la illustre un diagramme fonctionnel d’un second mode de réalisation du dispositif de guidage dans une cabine de pilotage selon l’invention ;
la illustre le fonctionnement du dispositif de guidage selon l’invention face à la présence d’un premier obstacle selon un premier exemple de codage d’information ;
la illustre le fonctionnement du dispositif de guidage selon l’invention face à la présence d’un second obstacle selon le premier exemple de codage d’information ;
la illustre le fonctionnement du dispositif de guidage selon l’invention pour décrire un chemin à suivre vers un objectif à atteindre selon le premier exemple de codage d’information ;
la illustre une interface d’affichage d’un système d'atterrissage aux instruments selon l’état de l’art ;
la illustre le fonctionnement du dispositif de guidage selon l’invention pour assister un atterrissage selon le premier type de codage d’information ;
la illustre le fonctionnement du dispositif de guidage selon l’invention selon un second exemple de codage d’information en fonction de la vitesse du véhicule ;
la illustre les étapes d’une première méthode de simulation de navigation d’un pilote dans un environnement virtuel avec la présentation d’une pluralité d’informations de navigation selon l’invention ;
La illustre les étapes d’une seconde méthode de simulation de navigation d’un pilote dans un environnement virtuel avec la présentation d’une pluralité d’informations de navigation ;
La illustre une vue en coupe selon le plan (x,y) illustrant le champ de vision fovéal et le champ de vision périphérique du point de vue d’un pilote dans une cabine de pilotage. Pour ce qui suit les mêmes éléments de description s’appliquent à un utilisateur de dispositif de réalité virtuelle selon les particularités spécifiques à cette application.
On se place dans le repère orthonormé dans l’espace (x,y,z). Pour simplifier l’illustration, on considère que l’axe y correspond à la direction de navigation du véhicule dans cet exemple. L’axe z correspond à l’altitude de navigation du véhicule dans cet exemple d’illustration. On représente les yeux OD et OG du pilote qui regarde dans la direction de navigation selon l’axe y.
On distingue le champ de vision fovéal VF selon le plan (x,y) couvrant une fenêtre étroite de l’espace estimé à une ouverture de 3° à 5° pour chaque œil à partir de l’axe central Δ. La fixation par le pilote sur la trajectoire de navigation stimule la vision fovéale du pilote. Les yeux OD et OG du pilote pointent sur un point de fixation pour obtenir des détails à haute résolution. La couverture du champ de vision fovéale se caractérise alors par une activité cognitive supérieure pour analyser le stimulus visuel d’une manière précise et détaillée (lecture d’indicateurs, suivi d’une trajectoire précise).
On distingue le champ de vision central VC selon le plan (x,y) couvrant une fenêtre étroite de l’espace estimé à une ouverture de 20° à 30° pour chaque œil à partir de l’axe central Δ. Dans ce champ de vision, l’œil humain est capable de distinguer les couleurs et reconnaitre les symboles avec une charge cognitive moyenne.
On distingue les champs de vision périphérique VPG et VPD selon le plan (x,y) associés respectivement à l’œil gauche OG et l’œil droit OD. Le champ de vision périphérique droit VPD couvre une fenêtre large de l’espace estimée à une ouverture de 94° à 110° à partir de l’axe central Δ vers la droite. Ainsi la vision périphérique de l’œil droit OD permet de livrer des impressions globales de la portion droite de l’espace intérieur de la cabine couverte par le champ de vision périphérique VPD. Le champ de vision périphérique gauche VPG couvre une fenêtre large de l’espace estimée à une ouverture de 94° à 110° à partir de l’axe central Δ vers la gauche. Ainsi la vision périphérique de l’œil gauche OG permet de livrer des impressions globales de la portion gauche de l’espace intérieur de la cabine couverte par le champ de vision périphérique VPG. Comme indiqué précédemment, la stimulation de la vision périphérique permet de fournir des informations supplémentaires sans générer une surcharge cognitive. Une ambiance lumineuse localisée dans la portion de l’espace interne de la cabine droite ou gauche, est couverte par le champ de vision périphérique du pilote.
La illustre une vue en coupe selon le plan (y,z) montrant le champ de vision fovéal et le champ de vision périphérique du point de vue d’un pilote dans une cabine de pilotage. On se réfère toujours dans le même repère spatial (x,y,z) de la .
Les observations détaillées dans la restent valables pour le champ de vision fovéale VF et le champ de vision centrale VC de la . Ainsi, en généralisant dans les trois dimensions spatiales, le champ de vision fovéale VF décrit un cône de révolution défini par l’axe central Δ et par un angle solide de 3° à 5°. le champ de vision central VC décrit un cône de révolution définit par l’axe central Δ et par un angle solide de 20° à 30°.
On distingue les champs de vision périphérique VPH et VPB selon le plan (y,z) couvert simultanément par l’œil gauche OG et par l’œil droit OD. Le champ de vision périphérique haut VPH couvre une fenêtre large de l’espace estimée à une ouverture de 94° à 110° à partir de l’axe central Δ vers le haut. Ainsi la vision périphérique des deux yeux OD et OG permet de livrer des impressions globales de la portion supérieure) de l’espace intérieur de la cabine (en dessus de la tête du pilote. Le champ de vision périphérique bas VPB couvre une fenêtre large de l’espace estimée à une ouverture de 94° à 110° à partir de l’axe central Δ vers le bas. Ainsi la vision périphérique des deux yeux OD et OG permet de livrer des impressions globales de la portion inférieure de l’espace intérieur de la cabine (au niveau des pieds du pilote). Comme indiqué précédemment, la stimulation de la vision périphérique permet de fournir des informations supplémentaires sans générer une surcharge cognitive. Une ambiance lumineuse localisée dans la portion de l’espace interne de la cabine supérieure ou inférieure, est couverte par le champ de vision périphérique du pilote.
La illustre un diagramme fonctionnel du dispositif de guidage par ambiance lumineuse selon l’invention embarqué dans une cabine de pilotage.
Le dispositif de guidage DG d’un pilote dans un environnement de navigation virtuel ou réel est destiné à être embarqué dans la cabine de pilotage Cab d’un véhicule de transport VH. Le véhicule VH peut être un véhicule de transport aéronautique (avion, hélicoptère), terrestre, spatial ou marin. La cabine de pilotage présente un espace interne dans lequel le pilote est installé.
Alternativement, la cabine de pilotage peut faire partie d’un dispositif simulateur de pilotage utilisé pour les séances de formation de pilotage par exemple ou dans des applications de divertissement.
Le dispositif de guidage DG comprend au moins une unité de création d'ambiance lumineuse fixée chacune sur les parois interne de la cabine de pilotage ; une unité d’acquisition d’informations UA pour acquérir au moins une information externe de navigation de l’environnement de navigation et une unité de commande UC pour commander la ou les unités de création d’ambiance lumineuse en déterminant les paramètres d’éclairage en fonction de l’information externe reçue.
Chaque unité de création d’ambiance lumineuse est placée de manière à éclairer une portion de l’espace interne associée. Une ambiance lumineuse est définie par au moins un paramètre d’éclairage choisi parmi une intensité d’éclairage, une couleur d’éclairage, une portion de l’espace interne éclairée. La portion de l’espace interne éclairée est choisie de manière à être couverte par le champ de vision périphérique du pilote. Dans cet exemple, le dispositif de guidage DG comprend quatre unités de création d’ambiance lumineuse UALh, UALb, UALdet UALg. La première unité de création d’ambiance lumineuse UALhest placée sur la paroi haute de la cabine de pilotage de manière à pouvoir éclairer un compartiment haut de la cabine de pilotage couvert par le champ de vision périphérique haut VPH du pilote. La deuxième unité de création d’ambiance lumineuse UALbest placée sur la paroi basse de la cabine de pilotage de manière à pouvoir éclairer un compartiment bas de la cabine de pilotage couvert par le champ de vision périphérique bas VPB du pilote. La troisième unité de création d’ambiance lumineuse UALgest placée sur la paroi gauche de la cabine de pilotage de manière à pouvoir éclairer un compartiment gauche de la cabine de pilotage couvert par le champ de vision périphérique gauche VPG du pilote. La quatrième unité de création d’ambiance lumineuse UALdest placée sur la paroi droite de la cabine de pilotage de manière à pouvoir éclairer un compartiment droit de la cabine de pilotage ouvert par le champ de vision périphérique droit VPD du pilote.
Dans un mode de réalisation de l’invention, une unité de création d’ambiance lumineuse comprend une pluralité de groupes de composants électroluminescents. Chaque groupe est apte à émettre de la lumière à une même longueur d’onde spécifique audit groupe. Par exemple, l’unité de création d’ambiance lumineuse UALdest réalisée avec trois groupes de composants électroluminescents réalisés par des barrettes de diodes. Le premier groupe Rdest une barrette de diodes aptes à émettre une lumière rouge avec une intensité d’éclairage modulable. Le deuxième groupe Gdest une barrette de diodes aptes à émettre une lumière verte avec une intensité d’éclairage modulable. Le deuxième groupe Bdest une barrette de diodes aptes à émettre une lumière bleue avec une intensité d’éclairage modulable. Il est possible d’activer les diodes d’un seul groupe de composant électroluminescent d’une même unité de création d’ambiance lumineuse pour avoir une couleur parmi le rouge, bleu ou vert. Alternativement, il est possible d’activer plusieurs groupes pour couvrir toutes les couleurs d’éclairage du spectre visible par l'œil humain. Les mêmes observations s’appliquent pour les autres unités de création d’ambiance de lumière UALg, UALbet UALhcontenant chacune trois groupes de composants électroluminescents tel que chaque groupe est apte à émettre de la lumière à une même longueur d’ondes spécifique audit groupe.
Avantageusement, chaque unité de création d’ambiance de lumière comprend en outre un élément de rétrodiffusion RET de la lumière émise par l’unité de création d’ambiance lumineuse de manière à localiser l’éclairage dans la portion de l’espace interne associée. L’élément de rétrodiffusion RET est réalisé avec des matériaux non transparents ou semi-transparents présentant une surface permettant la rétrodiffusion de la lumière. On entend par rétrodiffusion la réflexion partielle ou totale, par une surface, d’un rayon de lumière incident selon un angle et une direction d’incidence tel que la lumière est réfléchie dans un grand nombre de directions et l'énergie du rayon incident est redistribuée dans une multitude de rayons réfléchis couvrant un large éventail de directions sans rester uniquement dans le plan d'incidence. Ce phénomène est utilisé pour convertir les rayons de lumière émis par les composants électroluminescents (diodes par exemple) en une ambiance lumineuse dans le volume correspondant à la portion d’espace éclairée. L’élément de rétrodiffusion RET est placé entre les groupes de composants électroluminescents et la paroi intérieure de la cabine sur laquelle l’unité de création d’ambiance lumineuse est montée. Les groupes de composants électroluminescents émettent des faisceaux de lumière vers la paroi intérieure de la cabine. Les faisceaux de lumière sont rétrodiffusés par la surface de l’élément de rétrodiffusion RET vers l’intérieur de la cabine de manière à créer une ambiance lumineuse homogène dans la portion d’espace associée à l’unité de création d’ambiance lumineuse tout en évitant l’éblouissement du pilote.
Alternativement, comme décrit dans la , chaque unité de création d’ambiance de lumière comprend en outre un élément de diffusion DIFF de la lumière émise par l’unité de création d’ambiance lumineuse de manière à localiser l’éclairage dans la portion de l’espace interne associée. L’élément de diffusion DIFF est réalisé avec des matériaux qui laissent passer la lumière en convertissant un rayon incident selon une unique direction à une pluralité de rayons selon des directions différentes créant un effet d’ambiance. On entend par diffusion la transmission partielle ou totale, à travers un volume, d’un rayon de lumière incident selon un angle et une direction d’incidence tel que la lumière diffusée soit dispersée dans un grand nombre de directions et l'énergie du rayon incident est redistribuée dans une multitude de rayons couvrant un large éventail de directions sans rester uniquement dans le plan d'incidence. Ce phénomène est utilisé pour convertir les rayons de lumière émis par les composants électroluminescents (diodes par exemple) en une ambiance lumineuse dans le volume correspondant à la portion d’espace éclairée. L’élément de diffusion DIFF est placé entre les groupes de composants électroluminescents et la portion de l’espace interne ciblée. Les groupes de composants électroluminescents sont montés sur la paroi intérieure de la cabine. Les groupes de composants électroluminescents émettent des faisceaux de lumière vers l’intérieur de la cabine (position centrale du pilote) et ils sont interceptés par l’élément de diffusion DIFF de manière à créer une ambiance lumineuse homogène dans la portion d’espace associée à l’unité de création d’ambiance lumineuse tout en évitant l’éblouissement du pilote.
Alternativement, il est possible de réaliser chaque unité de création d’ambiance via un afficheur transparent. Il s’agit d’un panneau de diodes de type LED, OLED ou LCD montés ou réalisés sur un substrat transparent et émettant via une plaque transparente ou semi-transparente. Ce mode de réalisation des unités de création d’ambiance permet d’obtenir une ambiance lumineuse localisée en fixant les unités sur le pare-brise de la cabine (et non nécessairement une paroi intérieure de la cabine). En effet, un afficheur transparent activé ou désactivé n’occulte pas le champ de vision du pilote à travers le pare-brise de la cabine de pilotage. .
L’unité d’acquisition UA peut être réalisée par une pluralité de capteurs pour mesurer des grandeurs physiques de l’environnement de navigation et convertir ces informations de navigation (λ1λ2... λn) en des signaux électroniques numériques (d1d2... dn). Les informations mesurées peuvent correspondre à des grandeurs physiques de nature différentes comme à titre d’exemple la position d’un obstacle à éviter, la position d’un objectif, la vitesse du véhicule VH, le roulis et le tangage d’un aéronef, les indicateurs d’atterrissage d’un aéronef et toutes autres informations utiles au pilote. Chaque signal numérique dnd’indice n un entier positif correspond à une grandeur physique acquise par l’unité d’acquisition UA de nature spécifique.
A titre d’exemple, et sans perte de généralité, les capteurs peuvent comprendre un accéléromètre, une centrale inertielle, un gyromètre, un capteur de pression statique, un thermomètre, un magnétomètre et tout autre type de capteurs utiles pour fournir des informations de navigation d’un véhicule. L’unité d’acquisition UA peut comprendre en outre un récepteur pour recevoir et convertir des informations de navigation provenant d’un émetteur tiers. A titre d’exemple, et sans perte de généralité, l’émetteur peut être un tour opérateur ou un autre véhicule.
L’unité de commande UC commande les unités de création d’ambiance lumineuse en déterminant les paramètres d’éclairage en fonction de l’information externe reçue. A titre d’exemple, elle peut être réalisée par un processeur, un calculateur, un circuit intégré spécialisé de type ASIC (acronyme du terme anglais Application-Specific Integrated Circuit), un circuit intégré de type FPGA (acronyme du terme anglais Field Programmable Gate Arrays), un convertisseur numérique-analogique ou tout autre dispositif permettant de générer des signaux de contrôle (a1a2a3a4) aux unités de création d’ambiance lumineuse UALdUALg, UALbet UALhà partir des signaux numériques (d1d2... dn) traduisant les informations de navigation (λ1λ2... λn) .
Le dispositif de guidage DG permet alors de convertir les informations de navigation externes (λ1λ2... λn) en une ambiance lumineuse à l’intérieur de la cabine de pilotage. Cela permet de remonter l’information au pilote sans stimuler sa vision fovéale tout en évitant la surcharge cognitive du pilote.
Plusieurs possibilités de codage des informations de navigation en ambiances lumineuses sont envisageables et compatibles avec le système de guidage DG selon l’invention. Nous allons dans la section suivante décrire un premier exemple de codage selon l’invention à titre illustratif et non limitatif. Les figures 3a, 3b, 4 et 5b décrivent le fonctionnement du système de guidage DG selon le premier exemple de codage d’information dans différentes situations de navigation.
Dans ce premier exemple de codage, une information de navigation λn présente trois composantes :
  • Nature de l’information de navigation: on cite à titre d’exemple la position d’un obstacle à éviter, la position d’un objectif à atteindre, les indicateurs d’atterrissage d’un aéronef.
  • Valeur de l’information de navigation: on cite à titre d’exemple une distance d’un obstacle ou un objectif par rapport au véhicule, la valeur d’un tangage ou roulis, les valeurs des indicateurs d’atterrissage d’un aéronef « localiseur » (localizer en anglais) et «chemin de descente en plané » (glide path en anglais).
  • Une direction : direction du vecteur partant de la cabine vers l’obstacle, direction du vecteur partant de la cabine vers l’objectif, direction du vecteur partant de la cabine vers l’objectif.
Les trois composantes de l’information de navigation sont codées de la manière suivante :
  • La nature de l’information de navigation correspond à une couleur d’éclairage d’ambiance lumineuse choisie parmi le spectre du visible.
  • La valeur de l’information de navigation correspond à une valeur d’intensité d’éclairage d’ambiance lumineuse.
  • La direction associée à l’information de navigation correspond à la zone éclairée par l’ambiance lumineuse dans la cabine de pilotage.
La illustre le fonctionnement du dispositif de guidage selon l’invention face à la présence d’un premier obstacle selon le premier exemple de codage d’information.
Le véhicule avance dans la direction de l’axe y de l’espace orthonormé (x, y, z). l’unité d’acquisition UA est configurée pour fournir le vecteur d’information de navigation suivant (λ1λ2λ3) = (position obstacle, position objectif, indicateurs d’atterrissage).
On prend l’exemple d’un aéronef qui passe à travers une région montagneuse. Le pilote active la détection des obstacles dans une phase de la navigation. La couleur d’éclairage rouge est associée à la nature de l’information de navigation λ1= position d’un obstacle. L’obstacle OBS se situe à droite du véhicule VH à une distance latérale Δx selon l’axe x de l’espace (x,y,z). De plus, l’obstacle OBS se situe en haut du véhicule VH avec une différence d’altitude Δz selon l’axe z de l’espace (x,y,z). On note que la distance latérale Δx est inférieure à la différence d’altitude Δz. L’unité de commande reçoit alors l’information λ1de l’unité d’acquisition UA et génère des signaux de commande (a1a2a3 a4) associées chacun respectivement aux unités de création d’ambiance UALdUALg, UALbet UALhda la manière suivante :
  • Le groupe de diodes rouges Rdde l’unité de création d’ambiance droite UALdest activé avec une forte intensité d’éclairage car il s’agit d’un obstacle à droite de la cabine (Δx>0, avec une petite distance latérale). L’intensité d’éclairage est modulée selon la variation de Δx, plus l’obstacle est proche selon l’axe x plus l’intensité de l’ambiance créée par UALdest forte. La couleur rouge indique qu’il s’agit d’un obstacle.
  • Le groupe de diodes rouges Rhde l’unité de création d’ambiance haute UALhest activé avec une faible intensité d’éclairage car il s’agit d’un obstacle en haut de la cabine (Δz>0, avec une grande différence d’altitude Δz). L’intensité d’éclairage est modulée selon la variation de Δz, plus l’obstacle est proche selon l’axe z plus l’intensité de l’ambiance créée par UALh est forte. La couleur rouge indique qu’il s’agit d’un obstacle.
  • L’unité de création d’ambiance gauche UALg est totalement désactivée car il n’y a pas d’obstacle à gauche du véhicule VH. (Δx>0)
  • L’unité de création d’ambiance basse UALbest totalement désactivée car il n’y a pas d’obstacle à une altitude inférieure du véhicule VH. (Δz>0).
La illustre le fonctionnement du dispositif de guidage selon l’invention face à la présence d’un second obstacle selon le premier exemple de codage d’information.
Dans cette illustration, l’obstacle OBS se situe à gauche du véhicule VH à une distance latérale Δx selon l’axe x de l’espace (x,y,z). De plus, l’obstacle OBS se situe en bas du véhicule VH avec une différence d’altitude Δz selon l’axe z de l’espace (x,y,z). On note que la distance latérale Δx est supérieure à la différence d’altitude Δz. L’unité de commande reçoit alors l’information λ1de l’unité d’acquisition UA et génère des signaux de commande (a1a2a3 a4) associées chacun respectivement aux unités de création d’ambiance UALd , UALg, UALbet UALhda la manière suivante :
  • Le groupe de diodes rouges Rgde l’unité de création d’ambiance droite UALg est activé avec une faible intensité d’éclairage car il s’agit d’un obstacle à gauche de la cabine (Δx<0, avec une grande distance latérale). L’intensité d’éclairage est modulée selon la variation de Δx, plus l’obstacle est proche selon l’axe x plus l’intensité de l’ambiance créée par UALdest forte. La couleur rouge indique qu’il s’agit d’un obstacle.
  • Le groupe de diodes rouges Rbde l’unité de création d’ambiance basse UALb est activé avec une forte intensité d’éclairage car il s’agit d’un obstacle en bas de la cabine (Δz<0, avec une petite différence d’altitude Δz). L’intensité d’éclairage est modulée selon la variation de Δz, plus l’obstacle est proche selon l’axe z plus l’intensité de l’ambiance créée par UALb est forte. La couleur rouge indique qu’il s’agit d’un obstacle.
  • L’unité de création d’ambiance droite UALd est totalement désactivée car il n’y a pas d’obstacle à droite du véhicule VH. (Δx<0)
  • L’unité de création d’ambiance haute UALh est totalement désactivée car il n’y a pas d’obstacle à une altitude supérieure à celle du véhicule VH. (Δz<0).
Ainsi, le pilote peut corriger la trajectoire en évitant l’obstacle selon les informations remontées le système de guidage sous forme d’ambiance lumineuse dans la cabine de pilotage.
La illustre le fonctionnement du dispositif de guidage selon l’invention pour décrire un chemin à suivre vers un objectif à atteindre selon le premier exemple de codage d’information.
Le véhicule avance toujours dans la direction de l’axe y de l’espace orthonormé (x, y, z).Comme précédemment, l’unité d’acquisition UA est configurée pour fournir le vecteur d’information de navigation suivant (λ1λ2λ3) = (position obstacle, position objectif, indicateurs d’atterrissage).
On prend dans ce cas l’exemple d’un aéronef qui s’approche d’un objectif à atteindre. L’objectif peut être dans les airs appartenant à un itinéraire prédéfini. Le pilote active la détection des objectifs dans une phase de la navigation. La couleur d’éclairage verte est associée à la nature de l’information de navigation λ2= position d’un objectif. L’objectif OBJ se situe à gauche du véhicule VH à une distance latérale Δx selon l’axe x de l’espace (x,y,z). De plus, l’objectif OBJ se situe en bas du véhicule VH avec une différence d’altitude Δz selon l’axe z de l’espace (x,y,z). On note que la distance latérale Δx est presque égale à la différence d’altitude Δz. L’unité de commande reçoit alors l’information λ2 de l’unité d’acquisition UA et génère des signaux de commande (a1a2a3a4) associés chacun respectivement aux unités de création d’ambiance UALdUALg, UALbet UALhda la manière suivante :
  • Le groupe de diodes vertes Ggde l’unité de création d’ambiance gauche UALg est activé avec une intensité moyenne d’éclairage car il s’agit d’un objectif à gauche de la cabine (Δx<0, avec une valeur de distance latérale moyenne). L’intensité d’éclairage est modulée selon la variation de Δx, plus l’objectif est loin selon l’axe x plus l’intensité de l’ambiance créée par UALg est forte. La couleur verte indique qu’il s’agit d’un objectif à atteindre.
  • Le groupe de diodes vertes Gbde l’unité de création d’ambiance basse UALb est activé avec une moyenne intensité d’éclairage car il s’agit d’un objectif en bas de la cabine (Δz<0, avec une différence d’altitude Δz moyenne). L’intensité d’éclairage est modulée selon la variation de Δz, plus l’objectif est loin selon l’axe z plus l’intensité de l’ambiance créée par UALhest forte. La couleur verte indique qu’il s’agit d’un objectif à atteindre.
  • L’unité de création d’ambiance droite UALd est totalement désactivée car l’objectif se situe à gauche du véhicule VH. (Δx>0)
  • L’unité de création d’ambiance haute UALh est totalement désactivée car il n’y l’objectif se situe à une altitude inférieure du véhicule VH. (Δz<0).
Ainsi, il est possible de suivre un itinéraire prédéfini comprenant une pluralité d’objectifs à atteindre où le pilote est guidé par l’ambiance lumineuse générée par le dispositif de guidage selon l’invention. Ce mode de guidage permet de remonter l’information d’itinéraire en stimulant la vision périphérique du pilote et donc sans générer une surcharge cognitive.
La illustre une interface d’affichage d’un système d'atterrissage aux instruments selon l’état de l’art. La illustre le fonctionnement du dispositif de guidage selon l’invention pour assister un atterrissage selon le premier type de codage d’information.
Comme précédemment, l’unité d’acquisition UA est configurée pour fournir le vecteur d’information de navigation suivant (λ1λ2λ3) = (position obstacle, position objectif, indicateurs d’atterrissage).
Le pilote de l’aéronef arrive à destination et doit réaliser un atterrissage sur piste. Il est courant que pendant l’atterrissage, la visibilité de l’environnement de l’aéronef est drastiquement réduite à l’approche du sol. Dans les solutions de l’état de l’art, le pilote regarde les indicateurs d’atterrissage LOC pour localiseur et « glide » pour le chemin de descente en plané dans l’instrument afficheur à cadran illustré dans la . Pour cela, le pilote est obligé de baisser la tête et détourner le regard de ce qui se passe à l’extérieur. Dans ce contexte, le dispositif de guidage selon l’invention présente un avantage en permettant au pilote d’obtenir les indicateurs d’atterrissage LOC et glide sans détourner sa vision fovéale de l’extérieur pendant cette phase critique.
Le pilote active la détection des objectifs dans une phase de la navigation. La couleur d’éclairage bleue est associée à la nature de l’information de navigation λ3= indicateurs d’atterrissage. L’unité de commande reçoit alors l’information λ3 de l’unité d’acquisition UA et génère des signaux de commande (a1a2a3a4) de manière à guider le pilote au point d’atterrissage où les unités de création de lumière droite UALdet gauche UALgindiquent le localiseur LOC proportionnellement à l’intensité d’éclairage de l’ambiance de couleur bleue. De même, les unités de création de lumière haut UALhet bas UALbindiquent le chemin de descente en plané « glide » proportionnellement à l’intensité d’éclairage de l’ambiance de couleur bleue.
Alternativement, nous allons décrire un second exemple de codage des informations de navigation. La illustre le fonctionnement du dispositif de guidage selon l’invention selon un second exemple de codage d’information en fonction de la vitesse du véhicule.
Pour illustrer ce mode de codage, et sans perte de généralité, on prend l’exemple d’un véhicule terrestre (voiture, camion…) qui roule sur une route avec des limitations de vitesse. L’information acquise par l’unité d’acquisition UA est le vecteur d’information de navigation suivant (v vmax) = (vitesse du véhicule, vitesse maximale autorisée).
L’unité de commande UC compare la vitesse du véhicule v à la vitesse maximale autorisée vmax. Si v est inférieure à vmaxl’unité de commande UC active l’ensemble des groupes de diodes GdGgGhet Gbpour créer une ambiance lumineuse verte dans toute la cabine. Si v est supérieure à vmaxl’unité de commande UC active l’ensemble des groupes de diodes RdRgRhet Rbpour créer une ambiance lumineuse rouge dans toute la cabine. Cela permet d’avertir le pilote du dépassement de vitesse autorisée sans détourner sa vue de la route suivie et donc sans surcharge cognitive. Ici le codage par ambiance lumineuse a été réalisé par le changement de couleur.
Avantageusement, il est possible de coder l’écart de la vitesse du véhicule par rapport à un seuil de vitesse vmax par l’intensité de l’ambiance lumineuse. Si la vitesse dépasse la vitesse autorisée vmax,l’ambiance lumineuse est rouge et plus la vitesse augmente au-delà de vmax,plus l’intensité de l’ambiance lumineuse rouge sera forte.
Avantageusement, il est possible de définir des seuils intermédiaires autour de la vitesse autorisée vmaxde manière à déclencher le système de guidage par ambiance lumineuse en rouge ou en vert que lorsque la vitesse n’est pas dans un intervalle centré autour de la vitesse autorisée vmax .Ainsi, l’ambiance lumineuse rouge est activée que lorsque la vitesse dépasse vseuil=vmax +vtol .Inversement l’ambiance lumineuses verte est activée que lorsque la vitesse est inférieure à vseuil=vmax- vto l.Cela permet de rouler toujours dans un intervalle de vitesse optimisé dans une plage de vitesse indexée sur la vitesse maximale autorisée.
Plusieurs autres types de codage des informations sont envisageables et compatibles avec le dispositif de guidage DG selon l’invention.
La illustre les étapes d’une méthode de simulation de navigation d’un pilote dans un environnement virtuel avec la présentation d’une pluralité d’informations de navigation selon l’invention.
La méthode de simulation SIM1 reprend les mêmes caractéristiques du système de guidage DG configuré selon le premier exemple de codage d’information. La méthode de simulation est implémentée dans un environnement virtuel. Plus particulièrement, l’utilisateur d’une interface de réalité virtuelle ou réalité augmentée où l’ambiance lumineuse n’est pas créée dans l’environnement réel de l’utilisateur mais simulée dans l’environnement virtuel qu’il perçoit. L’interface de réalité virtuelle peut être un casque, des lunettes, des lentilles, un afficheur d’hologramme ou un pupitre à titre d’exemples non limitatifs.
L'environnement virtuel de navigation présente une pluralité d’informations de navigation. Chaque information de navigation comprend une première composante définissant la nature de l’information de navigation, une deuxième composante définissant la valeur de l’information de navigation et une troisième composante définissant une direction à partir de la position virtuelle du pilote. La direction est associée à une région de l’environnement virtuel.
La première étape i de la méthode de simulation SIM1 consiste en la détermination d’une couleur d’éclairage en fonction de la nature de l’information de navigation choisie par l’utilisateur. En effet, dans une base de données prédéterminée, pour chaque nature d’information de navigation à laquelle l’utilisateur veut accéder, on associe une couleur d’éclairage visible par l’œil humain.
La deuxième étape ii consiste en la détermination d’une intensité d’éclairage en fonction de la valeur de l’information de navigation choisie par l’utilisateur. En effet, dans une base de données prédéterminée, pour chaque valeur de l’information de navigation à laquelle l’utilisateur veut accéder, on associe une intensité d’éclairage.
La troisième étape iii consiste en la détermination d’une portion d’espace de l’environnement virtuel en fonction de la direction à partir de la position du pilote.
La quatrième étape vi consiste en la simulation d’une ambiance lumineuse dans la portion d’espace de l’environnement virtuel déterminée dans l’étape précédente. L’ambiance lumineuse simulée est affichée avec la couleur d’éclairage et l’intensité d’éclairage choisis dans les étapes précédentes selon l’information de navigation.
La illustre les étapes d’une seconde méthode de simulation de navigation d’un pilote dans un environnement virtuel avec la présentation d’une pluralité d’informations de navigation.
La méthode de simulation SIM2 reprend les mêmes caractéristiques du système de guidage DG configuré selon le second exemple de codage d’information. La méthode de simulation est implémentée dans un environnement virtuel. Plus particulièrement, l’utilisateur d’une interface de réalité virtuelle ou réalité augmentée où l’ambiance lumineuse n’est pas créée dans l’environnement réel de l’utilisateur mais simulée et affichée dans l’environnement virtuel qu’il perçoit. L’interface de réalité virtuelle peut être un casque, des lunettes, des lentilles, un afficheur d’hologramme ou un pupitre à titre d’exemples non limitatifs.
L'‘environnement virtuel de navigation présente une pluralité d’informations de navigation. Chaque information de navigation comprend une composante définissant la valeur de l’information de navigation.
La première étape i’ de la méthode de simulation SIM2 consiste en la comparaison de la valeur de l’information de navigation à une valeur seuil prédéterminée.
La deuxième étape ii’ consiste en la détermination d’une couleur d’éclairage en fonction de la comparaison entre la valeur de l’information de navigation et une valeur seuil prédéterminée.
La troisième étape iii’ consiste en la simulation d’une ambiance lumineuse dans au moins une portion d’espace de l’environnement virtuel avec la couleur d’éclairage déterminée à l’étape précédente ii’.
Pour la mise en œuvre les méthodes de simulation SIM1 et SIM2, on utilise un programme d'ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur associé à une interface de réalité virtuelle, conduisent celui-ci à mettre en œuvre la méthode SIM1 ou la méthode SIM2.
De plus, pour la mise en œuvre les méthodes de simulation SIM1 et SIM2, on utilise un support d'enregistrement lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur configuré pour commander une interface de simulation de réalité virtuelle, conduisent celui-ci à mettre en œuvre la méthode SIM1 ou la méthode SIM2.

Claims (21)

  1. Dispositif de guidage (DG) d’un pilote dans un environnement de navigation virtuel ou réel destiné à être embarqué dans une cabine de pilotage présentant un espace interne comprenant :
    • au moins une unité de création d’ambiance lumineuse (UALh, UALb, UALdUALg), l’ambiance lumineuse étant définie par au moins un paramètre d’éclairage choisi parmi une intensité d’éclairage, une couleur d’éclairage, une portion de l’espace interne éclairée ;
    chaque unité de création d’ambiance lumineuse étant placée de manière à éclairer une portion de l’espace interne associée, ladite portion de l’espace étant incluse dans le champ de vision périphérique du pilote ;
    • une unité d’acquisition (UA) pour acquérir au moins une information externe de navigation de l’environnement de navigation ;
    • une unité de commande (UC) pour commander l’au moins une unité de création d’ambiance en déterminant les paramètres d’éclairage en fonction de l’information externe reçue.
  2. Dispositif de guidage (DG) selon la revendication précédente dans lequel chaque unité de création d’ambiance lumineuse comprend au moins un groupe (Rh,Gh, Bh,Rb,Gb,Bb, Rg,Gg,Bg, Rd,Gd,Bd) de composants électroluminescents aptes à émettre de la lumière à une même longueur d’ondes spécifique audit groupe.
  3. Dispositif de guidage (DG) selon la revendication précédente dans lequel chaque unité de création d’ambiance lumineuse est fixée sur une paroi interne de la cabine et comprend en outre un élément de rétrodiffusion (RET) disposé entre les composants électroluminescents de ladite unité de création d’ambiance lumineuse et ladite paroi interne pour convertir la lumière émises en une ambiance lumineuse dans la portion de l’espace interne associée par rétrodiffusion.
  4. Dispositif de guidage (DG) selon la revendication 2 dans lequel chaque unité de création d’ambiance lumineuse est fixée sur une paroi interne de la cabine et comprend en outre un élément de diffusion (DIFF) disposé entre les composants électroluminescents de ladite unité de création d’ambiance lumineuse et la portion de l’espace interne associée pour convertir la lumière émises en une ambiance lumineuse dans la portion de l’espace interne associée par diffusion.
  5. Dispositif de guidage (DG) selon la revendication 2 dans lequel chaque unité de création d’ambiance lumineuse est un afficheur transparent.
  6. Dispositif de guidage (DG) selon l’une quelconque des revendications 2 à 5 dans lequel :
    • l’unité d’acquisition (UA) est configurée pour l’acquisition d’une pluralité d’informations externes de navigation, chaque information externe de navigation comprenant une première composante définissant la nature de ladite information de navigation, associée à une couleur d’éclairage prédéterminée,
    • l’unité de commande (UC) est configurée pour activer au moins un groupe de composants électroluminescents en fonction de la couleur d’éclairage associée à la nature de l’information de navigation.
  7. Dispositif de guidage (DG) selon la revendication 6 dans lequel la nature de l’information de navigation est la position d’un obstacle ou un objectif dans l’environnement de navigation.
  8. Dispositif de guidage (DG) selon l’une quelconque des revendications 2 à 7 dans lequel :
    • l’unité d’acquisition (UA) est configurée pour l’acquisition d’une pluralité d’informations de navigation, chaque information de navigation comprend une deuxième composante définissant une valeur de l’information de navigation, associée à une intensité d’éclairage ;
    • l’unité de commande (UC) est configurée pour moduler l’intensité d’éclairage selon la valeur de l’information de navigation.
  9. Dispositif de guidage (DG) selon la revendication 8 dans lequel la valeur de l’information de navigation est la distance entre un obstacle ou un objectif, et la cabine de pilotage.
  10. Dispositif de guidage (DG) selon l’une quelconque des revendications 2 à 9 dans lequel :
    - l’unité d’acquisition (UA) est configurée pour l’acquisition d’une pluralité d’informations externes de navigation, chaque information externe de navigation comprend une troisième composante définissant une direction à partir de la cabine de pilotage, ladite direction étant associée à une portion de l’espace interne ;
    - l’unité de commande (UC) est configurée pour activer l’unité de création d’ambiance lumineuse placée de manière à éclairer la portion de l’espace interne associée à ladite direction.
  11. Dispositif de guidage (DG) selon la revendication 10 dans lequel ladite direction est la direction du vecteur partant de la cabine de pilotage vers la position d’un obstacle ou d’un objectif.
  12. Dispositif de guidage (DG) selon l’une quelconque des revendications 2 à 5 dans lequel :
    • l’unité d’acquisition (UA) est configurée pour l’acquisition d’une pluralité d’informations externes de navigation, chaque information externe de navigation comprend une composante définissant une valeur de l’information de navigation ;
    • l’unité de commande (UC) est configurée pour activer au moins un groupe de composants électroluminescents de manière à obtenir une couleur d’éclairage fonction de la comparaison entre la valeur de l’information de navigation et une valeur seuil prédéterminée.
  13. Véhicule de transport (VH) aérien ou terrestre ou maritime comprenant une cabine de pilotage présentant un espace interne défini par une pluralité de parois, ladite cabine de pilotage comprenant un dispositif de guidage (DG) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  14. Véhicule de transport (VH) aérien ou terrestre ou maritime selon la revendication précédente dans lequel le dispositif de guidage comprend quatre unités de création d’ambiance lumineuse :
    • la première unité de création d’ambiance lumineuse (UALh) étant placée sur la paroi haute de la cabine de pilotage de manière à éclairer un compartiment haut de la cabine de pilotage ;
    • la deuxième unité de création d’ambiance lumineuse (UALb) étant placée sur la paroi basse de la cabine de pilotage de manière à éclairer un compartiment bas de la cabine de pilotage ;
    • la troisième unité de création d’ambiance lumineuse (UALg) étant placée sur la paroi gauche de la cabine de pilotage de manière à éclairer un compartiment gauche de la cabine de pilotage ;
    • la quatrième unité de création d’ambiance lumineuse (UALd) étant placée sur la paroi droite de la cabine de pilotage de manière à éclairer un compartiment droit de la cabine de pilotage.
  15. Simulateur de pilotage dans un environnement de navigation virtuel comprenant une cabine de pilotage présentant un espace interne définit par une pluralité de parois, ladite cabine de pilotage comprenant un dispositif de guidage (DG) selon l’une quelconque des revendications de 1 à 12.
  16. Simulateur de pilotage dans un environnement virtuel selon la revendication précédente dans lequel le dispositif de guidage comprend quatre unités de création d’ambiance lumineuse :
    • la première unité de création d’ambiance lumineuse (UALh) étant placée sur la paroi haute de la cabine de pilotage de manière à éclairer un compartiment haut de la cabine de pilotage ;
    • la deuxième unité de création d’ambiance lumineuse (UALb) étant placée sur la paroi basse de la cabine de pilotage de manière à éclairer un compartiment bas de la cabine de pilotage ;
    • la troisième unité de création d’ambiance lumineuse (UALg) étant placée sur la paroi gauche de la cabine de pilotage de manière à éclairer un compartiment gauche de la cabine de pilotage ;
    • la quatrième unité de création d’ambiance lumineuse (UALd) étant placée sur la paroi droite de la cabine de pilotage de manière à éclairer un compartiment droit de la cabine de pilotage.
  17. Méthode de simulation (SIM1) de navigation d’un pilote dans un environnement virtuel présentant une pluralité d’informations de navigation, chaque information de navigation comprenant :
    • une première composante définissant la nature de l’information de navigation ;
    • une deuxième composante définissant la valeur de l’information de navigation ;
    • une troisième composante définissant une direction à partir de la position du pilote, ladite direction étant associée à une région de environnement virtuel ;
    la méthode de simulation comprenant les étapes suivantes :
    1. déterminer une couleur d’éclairage en fonction de la nature de l’information de navigation,
    2. déterminer une intensité d’éclairage en fonction de la valeur de l’information de navigation,
    3. déterminer une portion d’espace de l’environnement virtuel en fonction de la direction à partir de la position du pilote,
    4. simuler une ambiance lumineuse dans la portion d’espace de l’environnement virtuel avec la couleur d’éclairage et l’intensité d’éclairage choisis.
  18. Méthode de simulation (SIM2) de navigation d’un pilote dans un environnement virtuel présentant une pluralité d’informations de navigation, chaque information de navigation comprenant une composante définissant la valeur de l’information de navigation,
    la méthode de simulation comprenant les étapes suivantes :
    i’- comparer la valeur de l’information de navigation à une valeur seuil prédéterminée,
    ii’- déterminer une couleur d’éclairage en fonction de la comparaison entre la valeur de l’information de navigation et une valeur seuil prédéterminée,
    iii’- simuler une ambiance lumineuse dans au moins une portion d’espace de l’environnement virtuel avec la couleur d’éclairage choisie.
  19. Programme d'ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur associé à une interface de réalité virtuelle, conduisent celui-ci à mettre en œuvre la méthode selon la revendication 17 ou 18.
  20. Support d'enregistrement lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur configuré pour commander une interface de simulation de réalité virtuelle, conduisent celui-ci à mettre en œuvre la méthode selon la revendication 17 ou 18.
  21. Dispositif de simulation de réalité virtuelle comprenant un processeur adapté à la méthode selon la revendication 17 ou 18 et configuré pour mettre en œuvre les étapes de la méthode selon la revendication 17 ou 18.
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