Brevet FR2618244A1 — publié le 19890120

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif d'assistance à L'enseignement de la conduite d'un véhicule, notamment d'un véhicule automobile. L'enseignement de la conduite pratique d'une automobile n'a guère progressé depuis longtemps. Cette enseignement se déroule à bord d'un véhicule équipé essentiellement d'un double jeu de pédales dans lequel prennent place un moniteur et un candidat. Durant le parcours en situation réelle, le moniteur donne ses instructions au candidat, qui fait en sorte de les respecter. On comprend les problèmes qui se posent alors, puisque, dès le premier contact, le-candidat doit manoeuvrer le véhicule au sens mécanique du terme et doit respecter les conditions de circulation suivant un code préétabli dont il a la connaissance. Il est très délicat de réaliser cette double opération dans des délais très brefs et, même, on s'est aperçu que pareil enseignement globalisé procurait un enseignement médiocre car aucune des deux disciplines de manoeuvre et de circulation ne peut être considérée comme parfaitement assimilée. C'est ainsi que l'on a cherché à améliorer l'enseignement non pas directement mais, indirectement, au moyen de systèmes audiovisuels. La demande de brevet français nO 2466063 décrit une voiture école munie d'un dispositif d'enregistrement vidéo, fixé sur la plage arrière du véhicuLe, de façon à prendre en images l'environnement, le conducteur et ses réactions. Il est prévu un microphone qui permet d'enregistrer les échanges entre le conducteur et le moniteur. Un tel procédé est passif vis à vis de l'action et ne participe aucunement à l'enseignement. L'intérêt réside uniquement dans la possibilité de retour en arrière sur une action brève, dont les détails auraient pu ne pas être appréhendés. D'autre part, les méthodes actuelles d'enseignement prévoient des explications in situ d'une situation particulière ; le conducteur gare son véhicule momentanément et le moniteur trace un schéma de cette situation avec commentaires oraux à l'appui ; mais un tel déroulement ne peut pas être fidèle, d'autant que le temps dont dispose le moniteur est réduit. C'est donc le but de la présente invention de proposer une méthode et un dispositif qui remédient aux inconvénients des méthodes et dispositifs de l'art antérieur notamment de ceux précédemment décrits. C'est ainsi que selon l'invention, le procédé d'assistance à l'enseignement pratique de la conduite d'un véhicule, comportant les étapes d'enregistrement de l'environnement par au moins une caméra munie d'un support d'enregistrement avec possibilité de lecture, se caractérise en ce que l'on enregistre les paramètres de conduite mesurés par des capteurs, pui-s ces valeurs sont comparées à des valeurs préalablement enregistrées et traitées, pour être incrustées dans le support d'enregistrement et pour déclencher une alarme sonore. Les paramètres mesurés sont, notamment, la vitesse du véhicule ; la position du changement de vitesse ; le régime moteur ; la position des mains sur le volant ; la position de la commande de clignotants ; la position des pédales d'embrayage, de frein, d'accélérateur ; la distance qui sépare le véhicule du véhicule qui le précède ; la position angulaire des roues directrices. Le procédé se caractérise en ce que l'enregistrement peut être visualisé, in situ, par retour arrière avec indexation automatique de reprise avant. Le procédé prévoit également l'enregistrement comparé des valeurs mesurées des positions des pédales avec des valeurs témoins, mesurées à partir des positions des pédales du moniteur. Par ailleurs, certains paramètres sont visualisés au tableau de bord ; mais cette visualisation est optionnelle et le moniteur, compte-tenu des aptitudes du candidat, peut La supprimer De même, certains paramètres enregistrés, utilisés lors du traitement des signaux, peuvent être modifiés par l'intervention du moniteur. Le dispositif, permettant la mise en oeuvre du procédé comprend des capteurs de mesure, une unité de traitement des signaux avec comparateur, une unité de traitement des données obtenues pour incrustation dans le support d'enregistrement. Ce dispositif est complété par deux caméras latérales, par un écran de contrôle dans le véhicule. D'autre part, le comparateur est associé à un moyen d'émission acoustique, un bruiteur par exemple, ou un appareil de synthèse de la parole. Les avantages que procure l'invention s'imposent rapidement : l'élève est aidé et assisté pour la manoeuvre du véhicule tandis qu'il s'intègre à la situation de conduite réelle, sur laquelle il peut reporter toute son attention. Progressivement, cette aide lui est retirée en fonction du niveau atteint ; ce qui permet l'assimilation de la deuxième partie de l'enseignement pratique. Toute situation peut être "vécue" à nouveau dans les conditions exactes, avec la connaissance de tous les paramètres, par visualisation sur l'écran de contrôle. L'enregistrement, dans son intégralité peut être visualisé en temps différé, pour une révision de la séance d'enseignement précédente, pour une préparation de la suivante, pour mémoriser des cas particuliers. On a remarqué de plus, que l'apprentissage est plus efficace lorsqu'il y a une assistance "machine", plutôt qu'avec un moniteur; car il y a déculpabi- lisation et suppression des éventuels conflits de caractères ou insuffisances pédagogiques. Néanmoins, la présence du moniteur reste essentielle dans la modification des données préenregistrées, le jugement des situations délicates, les commentaires techniques, les conseils et le maintien de la sécurité du véhicule vis à vis des conditions de circulation. D'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation particulier de l'invention, non limitatif, en regard des figures annexées qui représentent: - figure 1 : shéma des étapes du procédé et du d-ispositif général selon l'invention, - figure 2 : procédé et dispositif de mesure des paramètres de position du changement de vitesse et du régime moteur, - figure 3 : procédé et dispositif de mesure des paramètres de position des pédales d'embrayage, frein et accélérateur pour moniteur et candidat, - figure 4 : procédé et dispositif de mesure des paramètres de la position des mains sur le volant, de la position des roues directrices, de la commande des clignotants et des divers accessoires. - figure 5 : procédé et dispositif de mesure de la distance entre deux véhicules, de la vitesse propre du véhicule, - figure 6 : dispositif de visualisation des paramètres d'assistance à l'enseignement pour le candidat conducteur, - figure 7 : schéma d'un enregistrement obtenu selon le procédé et dispositif de L'invention. Sur la figure -1, on a représenté un moyen d'enregistrement et de lecture 2, ci-après dénommé MEL et sa cassette 3, telle qu'une cassette vidéo. Le dispositif comporte de plus un écran de contrôle 4, ci-après dénommé EC, situé dans le véhicule lui-même, relié au moyen d'enregistrement et de lecture 2 MEL. Le MEL reçoit les informations d'un moyen de traitement de données 5, ci-apres dénommé MTD. Le MTD est un moyen qui mixe Les informations en provenance de plusieurs sources, en l'occurence: - des caméras 6,7;8 correspondant respectivement à la caméra latérale gauche, généralement positionnée de façon judicieuse au niveau du candidat conducteur, à la caméra centrale, positionnée à l'arrière du véhicule et à l'intérieur, à la caméra latérale droite positionnée de façon symétrique par rapport à l'axe longitudinal du véhicule. C'est ainsi que l'on peut prévoir un asservissement des déplacements de la caméra en fonction des déplacements de la tête de l'élève lorsqu'il porte s-on attention d'un côté ou de l'autre,cecipermet également avoir une vision exacte du champ d'opération. - du moyen de traitement électronique des signaux 9, ci-apres dénommé TES avec un moyen comparateur intégré ci-après dénommé MCI. Le MTD incruste, sur une image principale enregistrée par la caméra centrale, les images en provenance des caméras latérales, ainsi que les informations alpha-numériques ou digitalisées fournies par le TES et le MCI. Le TES, à son tour, reçoit des informations des capteurs des paramètres de conduite 10 à 17, respectivement de la position du changement de vitesse, du régime moteur, de la position des mains sur le volant, de la position de la commande des clignotants, de la position des pédales, de la vitesse de déplacement du véhicule, de la distance avec le véhicule précédent-, de la position angulaire des roues de direction. Par ailleurs, le TES et son MCI alimentent en informations le moyen d'affichage facultatif 20, ci-après dénommé MAF et reçoivent des modifications des valeurs de consigne de la part du moyen de modification par le moniteur 21, ci-apres dénommé MMM. Sur la figure 2, on retrouve le capteur 10 de position du changement de vitesse. Ce capteur sera avantageusement disposé sur la tringlerie du levier de vitesse. Les informations recueillies par le capteur sont transmises par une liaison 101 au TES. Par ailleurs, le TES reçoit, par la liaison 110, la valeur du régime moteur mesurée par le capteur 11, avantageusement un compte-tours électronique. En plus de ces deux informations, le TES prend en compte la modification éventuelle en provenance du MMM. En effet, les valeurs de consigne sont enregistrées dans le TES, mais le moniteur peut inter- venir et effectuer manuellement un changement. Ainsi, pour une plage de vitesse donnée, il est prévu que le changement de vitesse est en prise sur une vitesse donnée, mais cette plage, qui peut être satisfaisante sur un parcours à faibles dénivelées ne conviendra plus pour un parcours à fortes pentes. Les modifications sont envoyées du MMM, par la liaison 210, au TES. Le signal traité est comparé à l'aide du MCI, qui affiche en permanence, sur le MAF, le numéro correspondant à la vitesse en prise, à l'aide d'un affichage à diodes 200 par exemple, grace à la liaison 201 et qui, lorsque la valeur obtenue par les capteurs 10 et Il est en dehors des valeurs de consigne, déclenche par la liaison 202, un moyen d'émission acoustique 203 tel qu'un bruiteur et/ou un appareil de synthèse de la parole, qui diffuseront respectivement un signal sonore et un message adapté. Le TES reçoit également la position comparée des pédales mesurée en 14 transmise par la liaison 148. Cette position des pédales en fonction de la vitesse du véhicule et du rapport sélectionné sont traités par le TES pour indiquer par le moyen d'affichage 200, le rapport qu'il convient de sélectionner, accompagné ou non d'un message sonore en 203. En effet, si le véhicule est sollicité par enfoncement de la pédale d'accélérateur 142 alors que la vitesse du véhicule est faible et que le rapport est trop élevé, il y a réaction du TES. Les informations sont parallèlement transcrites par le MTD pour être incrustées sur le support d'enregistrement après réception par la liaison 500. Sur la figure 3, on a représenté le détail des informations concernant les positions des pédales du candidat et du moniteur 14. Les capteurs d'embrayage 140, de frein 141 et d'accélarateur 142 sont ceux correspondant, aux pédales qu'actionne le candidat et les capteurs 144, 145, 146 sont ceux correspondant respectivement aux pédales qu'actionne à volonté le moniteur. Le degré de déplacement des pédales mesuré par les capteurs, du type à induction par exemple, est transformé par le TES de façon à ce qu'il soit présenté sur une multi-diodes linéaire 204. Par ailleurs, ces informations sont reçues par le MTD par la liaison 500 et transcrites pour être incrustées sur le support d'enregistrement. La figure 4 concerne les capteurs angulaires. Le volant de direction 120 doit être tenu avec une position des mains déterminée, qui correspond sensiblement à ltorientation des aiguilles d'une montre indiquant 10h10. On définit donc avantageusement deux zones 121 et 122, qui comprendront des capteurs thermosensibles ou pressosensibles, de façon que la liaison 123 soit à même de transmettre au TES un double signal, indiquant ou non la présence d'une ou des deux mains dans les zones concernées 121 et 122. La position des roues directrices 170 est mesurée, en permanence par un capteur angulaire placé sur ta crémaillère de direction puis transmise par la liaison 171 ou TES. La position de la commande des clignotants 130 est mesurée par un capteur et transmise par la liaison 131 au TES. Ainsi, lorsque le capteur 170 de position des roues n'indique pas de manoeuvre de braquage trop importante, les mains doivent être en place et la commande de clignotant en position neutre. De même, les clignotants ont été détaillés mais il est possible de réaliser un dispositif identique pour disposer des informations concernant les feux de position, les feux anti-brouillard, les essuisglace et tous les divers accessoires dont disposent les véhicules. il sera ainsi possible d'étudier l'opportunité de la mise en fonctionnement d'une commande, le retard mis pour l'actionner ou L'oubli total de la part du candidat. Par ailleurs, les liaisons 171 et 131 transmettent les informations aux éléments 205 et 206 de visualisation du MAF. Enfin, toutes ces informations sont transmises, après traitement et comparaison, au MTD, par la liaison 500. Les différentes vitesses et distances sont mesurées par des capteurs représentés figure 5. La distance par rapport au véhicule précédent est obtenue par le capteur 160, qui peut être un émetteur-récepteur à ultrasons avec temporisation, de façon que les piétons, les oiseaux ou autres obstacles non significatifs ne viennent pas perturber les mesures. Cette mesure est transmise par la liaison 161 au TES. De même, la vitesse mesurée de façon connue par un tachymètre 150, est contrôlée en permanence et envoyée au TES par la liaison 151. Deux autres facteurs sont à prendre en compte par le TES et le MCI. L'un concerne les valeurs de consigne qui émanent du MMM. En effet, le moniteur modifie la valeur de consigne du maximum de vitesse autorisée en fonction du lieu de circulation. Lorsque le MCI relève un dépassement, le moyen d'émission acoustique est sollicité avec message vocal adapté ou bruiteur. L'autre concerne, le TES qui est informé des mouvements des pédales du frein et d'accélérateur. Lorsque l'accélérateur est enfoncé, le TES indique par la liaison 208, la distance d'arrêt sur le MAF par le moyen particulier 207, c'est-à-dire la distance parcourue pendant le temps de réaction plus le temps de freinage. Ces deux paramètres sont modifiés, au départ, par le moniteur, en fonction de l'expérience du candidat et de l'état de la route, par exemple, ou des conditions de circulation. On comprend qu'au fur et à mesure de l'apprentissage, on réduit ces va Leurs. Par ailleurs, lorsque la pédale de frein est enfoncée, le TES indique sur le MAF, par le moyen particulier 207, uniquement la distance de freinage. Enfin, la distance à respecter entre deux véhicules est mise en valeur de consigne et le MCI excite le moyen d'émission acoustique pour générer un signal, dès que la valeur mesurée ne respecte pas la valeur de consigne. Sur la figure 6, on a représenté un MAF dispose sur un tableau de bord d'un véhicule classique. Tous les moyens d'informations habituels tels que tachymètre 150, thermomètre d'eau 600, jauge d'essence 601, compteur kilometrique 602, et voyants de contrôle 603, témoins de clignotants 604 sont déjà en place. Le MAF 20 comprend les informations addition net les telles que, position des roues 206, moyen d'émission acoustique 203, moyen particulier d'affichage des distances de freinage ou d'accélération 207, affichage à diodes des numéros de vitesse 200 et indicateur de déplacements comparés des pédales du moniteur et du candidat 204. On comprend bien qu'une telle représentation n'est donnée qu'à titre indicatif et que tous ces éléments d'affichage peuvent être intégrés de façon judicieuse dans le tableau de bord. De même, les différents affichages peuvent être modifiés dans Leurs formes, sans que cela ne modifie l'esprit de L'invention. La figure 7 a pour but de représenter de façon schématique l'image enregistrée sur la cassette après mixage et incrustations par le MTD. On retrouve le mi lieu 70 dans Lequel évolue le véhicule pris en image par la caméra centrale 7 et, dans chaque angle, sont incrustées les images des caméras latérales 6 et 8, qui ont pris en images les situations latérales gauche et droite 60 et 80. Le rétroviseur 81 permet d'avoir une idée de la situation arrière. En partie inférieure, on retrouve les éléments rapportés en continu, qui se sont affichés ou non sur le MAF, et incrustés par te MTD, c'est-à-dire clignotants 800, distance entre deux véhicules 801 mesurée et valeurs de consigne 802, régime moteur 803, vitesse du véhicule 804, distance d'arrêt ou de freinage ou encore d'accélération 805, position des roues 806, positions relatives des pédales 807. Le procédé permet donc un enregistrement "en réel" de l'ensemble des paramètres sur un support d'enregistrement qui peut être visualisé de nouveau en présence du moniteur mais également en dehors de sa présence, puisque toutes les informations nécessaires à l'analyse de la situation sont indiquées sur l'enregistrement. Il est donc possible d'apprécier les dangers ou les fautes qui n'ont pas été pris en compte durant la phase active de circulation. Le MTD permet, en outre, de faire clignoter et/ou de changer la couleur des paramètres affichés qui ne sont pas conformes, afin, q"g la lecture de l'enregistrement, les fautes apparaissent immédiatement. Par ailleurs, cet enregistrement permet la visualisation, avant une nouvelle phase active de circulation, ou la mémorisation les cas pratiques vécus précédemment. De même, l'EC peut être utilisé pendant la phase active de circulation pour visualiser immédiatement une situation particulière. Un moyen d'indexation sur L'enregistrement permet de repositionner de façon automatique, le support d'enregistrement pour poursuivre cette enregistrement. L'invention prévoit également de mesurer la distance parcourue pour un rapport donné. Ainsi, il est possible de détecter Le candidat qui ne passera Le rapport supérieur qu'après avoir parcouru une distance importante ; à la visualisation cet aspect de la conduite apparaîtra clairement. Ce paramètre accélération traité par le TES est affiché sur le MAF en lieu et place du freinage sur le moyen particulier 207. D'autre part, des index (811,812) solidaires du véhicules, plus particulièrement du capot ou des ailes, mis en place de façon adéquate sont visualisés par la caméra centrale. Sur L'enregistrement, il est alors plus facile de situer le véhicule par rapport aux différents éléments enregistrés tels que route, trottoir, marquage. REVENDICATIONS 1) Procédé d'assistance à l'enseignement pratique de la conduite d'un véhicule munie d'une double commande de pédales, sur un parcours quel conque, comprenant l'enregistrement par une caméra centrale (7) reliée à un support d'enregistrement (3) et à un moyen d'enregistrement permettant la lecture (2 > , L'enregistrement comportant l'environnement axial dans lequel evolue le véhicule conduit par un candidat accompagné d'un moniteur, ce procédé étant caractérisé en ce que, durant tout le parcours, les paramètres de conduite (10-17 > sont mesurés par des capteurs, comparés à des valeurs de consigne préalablement introduites dans le moyen de comparaison intégré après passage par le traitement électronique des signaux (9), et enfin traités par le moyen de traitement de données (5), pour être incrustés dans le support d'enregistrement (3). 2) Procédé selon la revendication 1, caracté risé en ce que tous les paramètres, mesurés et traités simultanément, sont affichés sur un moyen d'affichage facultatif (20) solidaire et/ou incorporé au tableau de bord. 3) Procédé seLon la revendication 2, carac térisé en ce que cet affichage peut être supprimé à volonté par Le moniteur. 4) Procédé selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que les valeurs de consigne peuvent être modifiées par le moniteur à l'ai de du moyen manuel de modification (21). 5) Procédé selon la revendication 1, carac térisé en ce que les paramètres mesurés sont : le régime moteur (11) ; la position du changement de vitesse (10) ; la position des mains sur le volant (12) ; la position de la commande des clignotants et accessoires divers (13) ; la position comparée des pédales moniteur-candidat (14) ; la vitesse du vehicule (15); la distance entre véhicules, ta distance de freinage, la distance d'arrêt, La distance d'accélération (16) ; la position des roues (17). 6) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la caméra centrale (7) est complétée par deux caméras latérales (6,8) enregistrant les environnements latéraux droite et gauche. 7) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'in- crustation des différents paramètres est effectuée en continu et le traitement de données permet de particulariser les incrustations des paramètres hors. des valeurs de consigne indiquées par le moyen de comparaison intégré, en faisant clignoter et/ou en changeant de couleur ces incrustations. 8) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les mesures des paramètres hors des valeurs de consigne, déclenchent un moyen d'émission acoustique 203, qui peut être un bruiteur et/ou un appareil de synthèse de la parole. 9) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le support d'enregistrement (3) peut être lu par le lecteur (2) et visualisé in situ sur un écran de contrôle (4). 10) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'enregistrement et de lecture 2, un moyen de traitement électronique des signaux avec moyen comparateur intégré 9, au moins une caméra latérale (6,8), des capteurs de mesure (10,11,140-142,144-146,121,122,170,130,150,160). 11) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen d'affichage facuttatif t20) constitué de moyens de visualisation des paramètres, changement de vitesse (200), moyen d'émission acoustique (203), diodes Linéaires des positions des pédales (204), position des roues (206), distance d'arrêt, de freinage, d'accélération (207). 12) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il est muni d'un moyen de modification manuel (21) relié au traitement électronique du signal (9). 13) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les capteurs de position des mains (121) et (122) sont des capteurs thermosensibles et/ou pressosensibles. 14) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le capteur de distance (160) est un capteur à ultrasons. 15) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte un écran de contrôle (4) relié aux moyens d'enregistrement et de lecture (2). 16) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que au moins une caméra est asservie aux mouvements de tête du candidat. 17) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte des index (811,812) solidaires du véhicule.