Apports de la Réalité Virtuelle à la simulation de vol pour l'apprentissage du pilotage.

par Patrice Labedan

Projet de thèse en Informatique

Sous la direction de Frédéric Dehais et de Vsevolod Peysakhovich.

Thèses en préparation à Toulouse, ISAE , dans le cadre de École doctorale Systèmes , en partenariat avec ISAE-ONERA CSDV - Commande des Systèmes et Dynamique du Vol (laboratoire) et de ISAE/DCAS/EDSYS Département de Conception et conduite des véhicules Aéronautiques et Spatiaux (equipe de recherche) depuis le 01-10-2017 .


  • Résumé

    Dans le domaine aéronautique, l'apprentissage au pilotage est réalisé sur avion réel ainsi que sur simulateur de vol. Le vol simulé présente l'avantage de réaliser des exercices poussés sans mettre en péril ni l'humain ni la machine, ainsi que des coûts moindres par rapport au vol réel. De plus le réalisme des simulateurs permet désormais d'améliorer le ressenti à travers une immersion importante. L'utilisation de la réalité virtuelle (RV) ne cessant de croître ces dernières années, elle représente désormais un moyen à très fort potentiel, notamment dans le domaine de la formation professionnelle. Les cockpits en RV commencent à émerger, essentiellement pour des jeux, et il est maintenant possible d'imaginer la réalité virtuelle dans le cadre de l'apprentissage du pilotage. Si ces technologies de casque de RV à faible coût (500-1000€) se révèlent a priori prometteuses, il est nécessaire d'évaluer leur efficacité en comparaison des moyens traditionnels d'apprentissage du pilotage. Par exemple, la perception des instruments de bord en RV est-elle la même, dégradée ou améliorée par rapport aux simulateurs de vols classiques ou même par rapport à l'avion réel? De même, l'interaction avec le système “avion” sera différente, mais comment l'évaluer ou la mesurer? L'intérêt de ce projet de recherche réside principalement dans cette comparaison. Grâce aux moyens importants dont dispose le département DCAS (capteurs physiologiques, simulateurs de vol et avions légers type DR400), les mesures physiologiques et oculométriques menées sur les élèves-pilotes de l'ISAE-SUPAERO permettront d'évaluer la qualité du pilotage (perception et interaction) en fonction de ces différents moyens (simulateur de vol, réalité virtuelle, avion léger). Les travaux de thèse consisteront dans un premier temps, après une revue bibliographique du domaine, à développer un environnement de RV qui reproduit fidèlement le cockpit et les interactions d'un avion DR400. Cet environnement virtuel, intégré dans un casque, sera couplé avec des moyens de mesures oculaires et physiologiques. Nous chercherons ensuite à réaliser des expérimentations pour comparer les apports de la RV par rapport au simulateur de vol classique et ensuite évaluer leur bénéfice dans la formation réelle des élèves pilotes en DR400.

  • Titre traduit

    Virtual reality for pilots training: a complementary method to increase benefits of flight simulation?


  • Résumé

    In the aeronautical field, flight training is performed on real aircraft as well as on flight simulator. Simulated flight allows advanced exercises without endanger either the human or the plane, and also lower costs compared to the real flight. Moreover, the realism of the simulators now makes it possible to improve the feeling through a significant immersion. Since the use of virtual reality (VR) has continued to grow in recent years, it is now a way with great potential, especially in the field of professional training. RV cockpits are beginning to emerge, mainly for games, and it is now possible to imagine virtual reality as part of learning to pilot. If these low-cost VR headset technologies (500-1000 €) seem promising (a priori), it is necessary to evaluate their effectiveness compared to the traditional means of learning piloting. For example, is the perception of the cockpit instruments the same in VR, degraded or improved compared to conventional flight simulators or even in relation to the real aircraft? Similarly, the interaction with the 'aircraft' system will be different, but how to evaluate or measure it? The goal of this research project principally lies in this comparison. Due to the important resources available in the DCAS department (physiological sensors, flight simulators and aircraft from DR400 type), the physiological and oculometric measurements carried out on the ISAE-SUPAERO pilot students will enable the evaluation of the piloting quality (perception And interaction) according to these different means (flight simulator, virtual reality, aircraft). In a first time, after a bibliographic review of the field, the thesis work will consist in developing an RV environment that faithfully reproduces the cockpit and interactions of a DR400 aircraft. This virtual environment, integrated in a headset, will be coupled with sensors for ocular and physiological measurements. We will then try to lead experiments to compare the contributions of the RV with the classical flight simulator and then evaluate their benefit in the training of the pilot students in real aircraft (DR400).