DESCRIPTION

DOMAINE DE L'INVENTION

[0001] L'invention se rapporte à un procédé de visualisation déportée d'environnements entourant un avion à l'intérieur de la cabine passagers de cet avion. L'invention se rapporte également à un système de visualisation destiné à mettre en œuvre ce procédé et à un avion équipé d'un tel système.

[0002] La visualisation concerne plus particulièrement des champs de vue d'ouverture dirigée vers l'avant, l'arrière et latéralement par rapport au fuselage de l'avion, mais peut s'étendre à d'autres champs de vue, tels que les pointes avant et arrière ou les extrémités d'aile d'avion dans le cas où le véhicule est un avion.

[0003] Le domaine de l'invention est celui de la visualisation dans une cabine d'avion de l'environnement de cette cabine, alors que 1e champ de visualisation classique dans la cabine à travers des hublots de dimension réduite est sensiblement restreint.

[0004] En général, il est connu d'utiliser des caméras hors d'une enceinte et de visualiser les images provenant de cette caméra sur un écran adapté, relié à la caméra soit par un câble électrique soit par ondes radio.

[0005] En particulier dans le domaine de la surveillance, des caméras sont agencées en des points permettant une visualisation optimisée d'une zone à contrôler sur des écrans disposés dans un poste de surveillance,

ÉTAT DE LA TECHNIQUE

[0006] Dans le domaine de l'automobile, une visualisation en pointe avant ou en direction arrière utilise également des caméras vidéo, afin d'améliorer la conduite en cas de mauvaises conditions climatiques (brouillard, neige, déplacements de nuit, etc.) à l'aide d'une caméra stéréoscopique (cf. par exemple les documents de brevet EP 2 381418 ou FR 2 958 774) et la vision vers l'arrière à l'aide de simples caméras pour contourner les angles-morts. De telles applications ne nécessitent pas un emplacement particulier de l'écran de contrôle, qui est en général celui de la navigation de type GPS pour des raisons de simplification.

[0007] Ces équipements vidéo apparus dans le domaine automobile ne sont pas adaptés au domaine avionique car l'environnement et le fuselage d'un avion ne sont pas comparables en configuration et en dimension à l'environnement et à l'habitacle d'un véhicule automobile. En particulier, un véhicule automobile possède une surface vitrée importante alors que les hublots d'un avion offrent une vue très réduite de l ^' environnement: les problèmes de visualisation sont de nature différente et ne se recouvrent pas.

[0008] Dans le domaine avionique, il est connu des documents de brevet EP 0 913 325, US 7088 310 ou US 2010/188506 des systèmes de visualisation de l'environnement d'un avion par transmission d'images captées par des caméras. Les images sont visualisées sur des écrans installés dans la cabine d'avion à proximité des passagers.

[0009] Cependant, ces solutions ne permettent pas de visualiser l'ensemble des images disponibles pour tous les passagers, quel que soit leur siège, en particulier pour les passagers situés dans les allées centrales. De plus, le personnel navigant ne peut pas suivre l'évolution de l'environnement de l'avion dans la cabine passagers quel que soit l'emplacement où il officie.

EXPOSÉ DE L'INVENTION

[0010] L'invention vise précisément à optimiser la vision de l'environnement de l'avion, que ce soit pour les passagers ou le personnel navigant, notamment la possibilité de visualiser à chaque instant un champ de vue présentant une information ou un paysage particulier, par exemple la ville à proximité de l'aéroport où l'avion va se poser.

[0011] Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé de visualisation déportée d'environnements entourant un avion comportant un fuselage composé de deux peaux latérales, des ailes, un cockpit et une cabine passagers équipée de sièges répartis sur deux séries de rangées longitudinales en position latérale à proximité de chaque peau latérale du fuselage et sur au moins une série de rangées longitudinales en position centrale de la cabine dans laquelle la visualisation est déportée. Ce procédé consiste, dans une première étape, à installer des caméras de prises de vues avant et latérales sur une face externe de chaque peau latérale de fuselage de l'avion, dans une deuxième étape, à installer des écrans de visualisation faisant office de hublot virtuel équipant la cabine passagers ainsi qu'en position centrale de la cabine passagers à une hauteur de vue et en nombre suffisants pour que les passagers assis sur les sièges en position centrale puissent visualiser les images affichées par au moins un écran en position centrale. Dans une étape suivante, les caméras transmettent des signaux vidéos à une unité de traitement reliée aux écrans de visualisation puis, dans une autre étape, l'unité de traitement convertit les signaux vidéos provenant de chaque caméra en signaux d'images et une commande de visualisation sélectionne, dans l'unité de traitement, les signaux d'images à visualiser sur chaque écran paramétré pour recevoir plusieurs sources d'affichage. Des données provenant d'une centrale de données de navigation couplée à l'unité de traitement sont insérées en incrustation sur écran en fonction des images affichées plein écran sur l'écran concerné. [0012] Selon des formes de mise en œuvre préférées:

- les prises de vue sont opérées dans une bande spectrale choisie entre la bande visible - proche infrarouge et la bande infrarouge afin d'effectuer une vision de nuit;

- l'installation des écrans latéraux est effectuée selon un emplacement choisi entre l'intérieur de hublots existants, à la place de hublots non utilisés et sur des emplacements spécifiques à proximité des sièges dédiés aux passagers;

- dans une partie de cabine passagers dédiée à la première classe, dite cabine première classe, chaque siège étant installé dans un monument individuel comportant des parois d'isolation et une porte d'accès, chaque monument situé latéralement le long d'une peau de fuselage comporte au moins un écran de visualisation servant de hublot virtuel et chaque monument en position centrale comporte au moins un écran sur une paroi longitudinale, de préférence trois écrans de visualisation;

- dans la cabine première classe, chaque écran étant dédié à un seul passager, la visualisation de chaque écran peut être adaptée à la position du passager par des données d'interaction basées sur une reconnaissance de mouvement de ce passager fournie à l'unité de traitement;

- dans la cabine première classe, les caméras dédiées à des prises de vues avant sont installées sur chaque peau de fuselage au niveau d'une zone avant de ladite cabine, et les caméras dédiées à des prises de vues latérales et au-dessus d'aile sont installées sur chaque peau de fuselage au niveau d'une zone arrière de ladite cabine;

- dans une partie de cabine passagers dédiée aux classes affaire et/ou économique, dite cabine économique, les écrans en position centrale de la cabine sont agencés transversalement, entre deux à cinq rangées de sièges; - dans la cabine économique, au moins une caméra dédiée à la prise de vues latérale est installée sur chaque peau de fuselage.

[0013] L'invention se rapporte également à un système de visualisation déportée d'environnements entourant un avion et destiné à la mise en œuvre du procédé défini ci-dessus, l'avion comportant un fuselage composé de deux peaux latérales, des ailes, un cockpit et une cabine passagers équipée de hublots et de sièges répartis longitudinalement sur deux séries de rangées en position latérale à proximité de chaque peau latérale du fuselage et sur au moins une série de rangées en position centrale de la cabine, la visualisation étant déportée dans la cabine passagers. Dans ce système, des caméras de prises de vues avant et latérales sont installées sur une face externe de chacune des peaux latérales de fuselage de l'avion et sont en liaison avec des écrans de visualisation en position latérale, faisant office de hublot virtuel entre deux hublots équipant la cabine passagers, ainsi qu'en position centrale de la cabine passagers à une hauteur de vue et en nombre suffisants pour que les passagers assis sur les sièges en position centrale puissent visualiser les images affichées par au moins un écran en position centrale. Les caméras sont alors aptes à transmettre des signaux vidéos aux écrans de visualisation via un serveur central de ces signaux vidéos. Une commande de visualisation pilote un commutateur de gestion du serveur pour sélectionner, dans le serveur, la source des signaux d'images à visualiser pour chaque écran. Le serveur central est couplé à une centrale de données de navigation de l'avion et la commande de visualisation est apte à insérer des données provenant de ladite centrale par des moyens d'incrustation en fonction des images affichées en plein écran sur l'écran concerné.

[0014] Selon des modes de réalisation préférés:

- le serveur de gestion est couplé à une centrale de données de navigation de l'avion pour que la commande de visualisation insère des données provenant de ladite centrale par des moyens d'incrustation en fonction des images affichées en plein écran sur l'écran concerné;

- les caméras vidéo sont à capteurs photosensibles dans des bandes spectrales pouvant commuter entre la bande visible - proche infrarouge et une bande infrarouge lointain;

- des récepteurs de reconnaissance de position de passager sont reliés à une unité d'interconnexion vidéo en liaison avec le serveur central afin d'orienter, sur commande à distance, la prise de vues visualisée pour fournir au passager concerné une visualisation adaptée à sa position. - la cabine économique ayant un sol et un plafond, les écrans disposés en position centrale sont fixés par des supports reliés au choix entre le plafond, le sol et un dos de siège centré d'une série centrale de rangée de sièges.

PRÉSENTATION DES FIGURES

[0015] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit et qui se rapporte à un exemple détaillé de réalisation, en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement :

- la figure 1 , une vue supérieure schématique d'un exemple de cabine première classe délimitée par deux peaux de fuselage équipées de caméras et intégrant des monuments équipés d'écrans de visualisation selon le système de visualisation déportée de l'invention; - la figure 2, une vue supérieure schématique d'un exemple de cabine économique délimitée par deux peaux de fuselage équipées de caméras de prise de vues latérales et d'écrans de visualisation intégrés dans les peaux de fuselage et en position centrale de cabine selon le système de visualisation déportée de l'invention;

- la figure 3, un diagramme d'interconnexion fonctionnel entre les équipements d'un exemple de système de visualisation déportée selon l'invention, et

- les figures 4a et 4b, deux images intégrant des informations lors de prises de vues réalisées au sol et à l'atterrissage d'un avion et transmise à un écran de visualisation du système de visualisation déportée selon l'invention.

EXPOSE DETAILLE

[0016] La vue supérieure schématique de la figure 1 illustre un exemple de cabine première classe 1 C délimitée par deux peaux de fuselage latérales 2a et 2b.

[0017] La cabine première classe 1 C est agencée à l'avant de l'avion, entre le cockpit de pilotage 10 et les ailes 6a, 6b, et comporte trois séries de quatre rangées de monuments, deux séries latérales de rangées Ra, Rb le long des peaux de fuselage 2a, 2b, et une série centrale Rc. Chaque rangée comporte un monument 7 par série, et chaque monument 7 est destiné à pouvoir recevoir un passager pendant la majeure partie des trajets aériens, de jour comme de nuit. Globalement, les monuments 7 sont disposés entre deux zones d'accommodation des passagers, une zone avant 8V du côté du cockpit 10 et une zone arrière 8R au niveau des ailes 6a, 6b. De plus, dans la cabine 1 C, chaque monument 7 intègre un siège couchette 71 , entouré de parois d'isolation phonique et thermique 9 délimitant le monument.

[0018] Pour les monuments latéraux 7a, 7b des rangées latérales Ra, Rb, disposés le long des peaux de fuselage 2a, 2b, trois parois délimitent le monument: une paroi transversale avant 9V (du côté de la zone avant 8V), une paroi transversale arrière 9R (du côté de la zone arrière 8R), et une paroi longitudinale 9L parallèle à l'axe X - X', dans laquelle est agencée une porte d'entrée/sortie 9p dite porte d'accès.

[0019] Les monuments centraux 7c, agencés dans la série centrale Rc, sont quant à eux entourés de quatre parois: deux parois transversales avant et arrière 9A et 9R, et deux parois longitudinales 9L, respectivement semblables aux parois transversales 9A, 9R, et aux parois longitudinales 9L des monuments latéraux 7a, 7b. L'une des parois longitudinales 9L de chaque monument central 7c intègre une porte d'accès 9p, semblable aux portes d'accès des monuments latéraux 7a, 7b. Dans l'exemple, l'intégration des portes d'accès 9p des monuments centraux 7c alternent successivement, de la zone avant 8V vers la zone arrière 8R, entre une paroi longitudinale 9L plus proche d'une des peaux de fuselage 2a, 2b puis de l'autre 2b, 2a.

[0020] Par ailleurs, chaque peau de fuselage 2a, 2b est équipée de trois caméras de prise de vues externes, respectivement des caméras avant 3a, 3b, des caméras latérales 4a et 4b, et des caméras d'aile 5a, 5b. Les caméras sont installées au même niveau sur les peaux de fuselage 2a à l'autre 2b et peuvent couvrir en combinaison un large champ de vue pouvant atteindre 180°.

[0021] Ainsi, les caméras avant 3a, 3b sont installées au niveau la zone d'accommodation avant 8V sur l'axe longitudinal X - X' de la cabine 1 C, ladite zone 8V comportant des toilettes 81 et un office 82. Les objectifs de ces caméras avant 3a, 3b sont orientés vers le cockpit de pilotage 10, de sorte à pouvoir réaliser des prises de vue dites « avant ».

[0022] Les caméra latérales 4a et 4b et d'aile 5a, 5b sont agencées, sur les peaux du fuselage 2a et 2b, au niveau de la zone d'accommodation arrière 8R, comportant des toilettes 83, 84 et un office 85. Les objectifs des caméras latérales 4A, 4b sont orientés latéralement (les prises de vue sont dites « latérales ») et ceux des caméras d'aile 5a, 5b sont orientés vers les ailes 6a, 6b (donc vers l'arrière de l'avion) pour des prises de vue « sur l'aile ».

[0023] Les caméras avant 3a, 3b, latérales 4a, 4b et d'aile 5a, 5b, transmettent des images à trois écrans de visualisation centraux 1 1 c installés dans les parois longitudinales 9L des monuments centraux 7c en vis-à-vis des parois longitudinales qui comportent une porte 9p. [0024] La transmission d'images est également effectuée sur des écrans de visualisation latéraux 1 1 a, 1 1 b, intégrés dans des portions 2p de peaux de fuselage 2a, 2b servant de quatrième paroi des monuments latéraux, 7a et 7b. Chaque monument latéral 7a, 7b comporte deux hublots réels H1 entourant, respectivement, un écran de visualisation latéral 1 1 a, 1 1 b faisant office d'hublot virtuel. Les écrans latéraux 1 1 a, 1 1 b sont agencés du côté de la face interne de fuselage 2i de sorte que la face externe de fuselage 2e reste lisse au niveau desdits écrans, ce qui permet d'améliorer le coefficient de traînée latéral.

[0025] Un système de visualisation déportée décrit ci-dessous permet de commuter, pour chaque écran 1 1 a, 1 1 b et 1 1 c, entre les différentes sources d'images, les caméras 3a, 3b, 4a, 4b, 5a et 5b dans l'exemple. En particulier, les écrans centraux 1 1 c positionnés sur chaque paroi longitudinal 9L, respectivement vers la zone avant 8V, vers la zone arrière 8R et de manière médiane, reçoivent respectivement les images provenant des caméras avant 3a, 3b, des caméras d'aile 5a, 5b, et des caméras latérales 4a, 4b.

[0026] Dans ces conditions, chaque écran 1 1 a, 1 1 b ou 1 1 c est dédié à un seul passager. Avantageusement, la visualisation de chaque écran 1 1 a, 1 1 b, ou 1 1 c est alors adaptée angulairement à la position du passager installé dans le siège couchette 71 , par des données d'interaction passager - écran basées fournies par des moyens de reconnaissance de mouvement de ce passager en liaison avec le système de visualisation.

[0027] En référence à la vue supérieure schématique de la figure 2, l'exemple de cabine économique 2C illustrée est disposée à l'arrière de la cabine première classe 1 C - suite à la zone d'accommodation arrière 8R (cf. figure 1 ) - c'est-à-dire dans la partie de fuselage située entre les ailes 6a, 6b et l'empennage de l'avion (non représenté). Deux zones d'accommodation entourent les sièges 13 de la cabine économique 2C, une zone avant 14V du côté de la cabine 1 C et une zone arrière 14R du côté de l'empennage de l'avion.

[0028] Cette cabine économique 2C comporte trois séries de rangées de sièges 13, deux séries latérales Sa, Sb, le long des peaux de fuselage latérales 2a, 2b, et une série centrale Se. Les séries latérales Sa, Sb comportent trois sièges 13 dans les neuf premières rangées du côté de la zone avant 14V, puis deux sièges 13 dans les cinq dernières rangées, du côté de la zone arrière 14R, cette réduction du nombre de sièges correspondant à la conformation rétrécie du fuselage vers l'arrière. La série centrale Se de onze rangées de sièges comporte quatre sièges 13 par rangée. [0029] Au niveau de la zone arrière 14R de cette cabine économique 2C, une caméra latérale dédiée à la prise de vues 12a, 12b est installée sur chaque peau de fuselage 2a, 2b, sur la face externe de fuselage 2e. Les caméras 12a, 12b, ainsi que les caméras 3a, 3b, 4a, 4b, 5a, 5b de la cabine 1 C peuvent transmettre des images à des écrans de visualisation de la cabine 2C (réciproquement, les écrans 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c de la cabine 1 C peuvent également visualiser les images prises par les caméras 12a, 12b de la cabine 2C) via le système de visualisation déportée décrit ci-dessous.

[0030] Des écrans de visualisation latéraux 15a, 15b de la cabine 2C sont intégrés dans les peaux de fuselage 2a, 2b du côté de la face interne de fuselage 2i, ce qui permet d'élever le coefficient de traînée latérale. Ces écrans de visualisation latéraux 15a, 15b, constituent - comme dans la cabine 1 C - des hublots virtuels entre deux hublots réels H1 .

[0031] Des écrans de visualisation transversaux 15c sont également installés en position centrale de la cabine 2C. Ces écrans de visualisation en position centrale 15c sont agencés transversalement, c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe longitudinal X - X', toutes les trois rangées de sièges centraux Se. Les écrans transversaux 15c sont suspendus de manière centrée, par rapport à la rangée de sièges centraux Se, par des câbles rigides (non représentés) à une hauteur de vue suffisante pour que les passagers des sièges centraux Se puissent visualiser les images affichées, sans obstruer la vision globale de la cabine 2C.

[0032] Un système de visualisation déportée permet par des interconnexions spécifiques de transmettre les images issues des caméras et d'autres sources aux différents écrans. La figure 3 illustre un diagramme d'interconnexion fonctionnel 100 entre les différents équipements d'un exemple de système de visualisation déportée selon l'invention.

[0033] Dans ce diagramme 100, un serveur central 20 reçoit des données provenant d'une centrale de données de navigation avionique 30, des signaux vidéos émis les caméras 40. La référence 40 est ici utilisée pour désigner génériquement l'une ou l'autre des caméras de prises de vues avant, d'aile et/ou latérales décrites ci-dessus et installées, dans les cabines 1 C et 2C, sur la face externe 2e des peaux de fuselage 2a, 2b. [0034] Les caméras 40 sont reliées aux écrans de visualisation 51 et 52 via le serveur central 20 qui gère les flux d'images portés par les signaux vidéo fournis par les caméras 40, chaque écran 51 ou 52 étant paramétré pour recevoir plusieurs sources d'affichage. Les références 51 et 52 sont utilisées pour désigner génériquement les écrans installés respectivement dans les cabines 1 C et 2C. [0035] Dans le serveur central 20, un commutateur de gestion multiplexée 21 sélectionne à chaque instant la source d'images et/ou de données - parmi les caméras 40 et la centrale avionique 30 - qui transmet les signaux d'images et/ou de données à visualiser par chaque écran 51 et/ou 52.

[0036] Le commutateur de gestion 21 est piloté par une commande de visualisation à distance 22, installée par exemple dans le cockpit, qui peut fonctionner en configuration automatique ou en configuration manuelle, par exemple en fonction de données de navigation fournies par la centrale avionique 30. En configuration automatique, le serveur central 20 fournit à l'opérateur un choix de diffusion d'images entre plusieurs modes: mode décollage, mode atterrissage, mode divertissement, etc.

[0037] Avantageusement, une unité d'interconnexion vidéo 60, en abrégé VIU, connectée au serveur central 20, reçoit des données provenant de récepteurs de reconnaissance de position 72 installés à proximité des sièges 71 de la cabine 1 C. [0038] Sous la commande à distance 22, les signaux fournis par ces récepteurs 72 sont analysés par l'unité VIU 60 afin d'orienter les images fournies par le serveur central 20 à chaque écran 51 en tenant compte des données de position transmises par les récepteurs 72. L'orientation des images optimise alors la visualisation de ces images en fonction de la position de chaque passager concerné. [0039] De plus, également sous la commande à distance 22, l'unité VIU 60 peut fournir au serveur 20 les données d'images d'écran 51 afin de les réorienter vers les écrans 52.

[0040] Par ailleurs, des données d'avion 25 fournies par la centrale avionique 30 sont transmises aux écrans 52 de la cabine 2C afin de couper directement les images dans certaines phases de vol, par exemple au décollage et à l'atterrissage.

[0041] Avantageusement également, les écrans 51 et 52 ont des moyens de commutation entre un capteur CCD sensible dans la bande spectrale visible - proche infrarouge, et un capteur CCD sensible dans une bande infrarouge lointain permettant d'effectuer une vision de nuit.

[0042] Des vues d'images 101 et 102 prises par des caméras latérales décrites ci-dessus et visualisées sur des écrans 51 sont illustrées respectivement par les figures 4a et 4b. Ces images 101 et 102 sont prises au sol à Toulouse et lors d'un atterrissage près de New York.

[0043] Les écrans 51 sont tactiles et peuvent recevoir, par incrustation, des données provenant de la centrale avionique ou d'autres caméras suite à une sollicitation par contact sur des pictogrammesl Op situés en bas de des écrans 51 . Ces données sont fonction des images affichées plein écran sur l'écran concerné. [0044] Des informations 10i sont également affichées, en surbrillance, en partie supérieure des images 101 et 102, ces informations se rapportant à des données géographiques et avioniques, ici le lieu et la vitesse de l'avion. D'autres informations 10x peuvent être fournies directement par l'opérateur à l'aide d'un terminal en liaison avec la commande 22 du serveur central 20 de l'avion (cf. figure 3).

[0045] L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits ou représentés. Il est par exemple avantageux d'utiliser des transmissions de signaux vidéos et d'autres données entre les sources et les écrans de visualisation par des liaisons filaires ou par des antennes d'émission / réception avec les conversions de signal appropriées. [0046] De plus, les écrans disposés en position centrale peuvent fixés par des supports de tout type reliés au choix entre le plafond, le sol et un dos de siège centré de la cabine économique.

[0047] Par ailleurs, les écrans de visualisation sont paramétrés pour recevoir les images provenant de toute caméra, de la centrale avionique ou de la commande de visualisation installée dans le cockpit.

[0048] En outre, l'unité de traitement des signaux vidéos peut être tout équipement adapté apte à exercer les fonctions de gestion du serveur central.