Brevet FR2812953A1 — publié le 20020215

L'invention concerne un dispositif de manoeuvre, notamment pour la manoeuvre à faible déflexion de commutateurs dans un véhicule automobile, comprenant un détecteur servant à détecter la position d'un élément de commande déplacé manuellement par une personne effectuant la manoeuvre, une unité de visualisation disposée dans le champ de vision de la personne effectuant la manoeuvre et servant à représenter au moins un élément de manoeuvre virtuel, et une unité d'analyse reliée du côté de l'entrée au détecteur et servant à déterminer la position de l'élément de commande déplacé manuellement. Par le brevet allemand DE 196 53 595 C1, on connaît un tel dispositif de manoeuvre qui permet au conducteur d'un véhicule automobile de manoeuvrer des commutateurs sans devoir détourner son regard de la route. A cet effet, le dispositif de manoeuvre connu comprend une caméra qui est dirigée sur les commutateurs à manoeuvrer et prend ainsi une image des commutateurs et de la main du conducteur. Dans le dispositif de manoeuvre connu, cette image est projetée dans le champ de vision du conducteur au moyen de ce qu'il est convenu d'appeler un affichage tête haute, de sorte que le conducteur peut repérer la position de sa main vis-à-vis des commutateurs à manoeuvrer, sans détourner le regard de la route. De cette manière, des appareils disposés dans l'habi-tacle du véhicule automobile (par exemple climatisation, radio, système de navigation, téléphone) se manoeuvrent sans mettre en danger la sécurité de circulation. Il est en outre connu, par le brevet mentionné ci-dessus, de projeter des éléments de manoeuvre, tels que par exemple des commutateurs, qui sont virtuels, dans le champ de vision du conducteur au moyen de l'affichage tête haute, de sorte qu'il est possible de faire l'économie de commutateurs à réalisation réelle. Toutefois, un inconvénient du dispositif de manoeuvre connu décrit ci- dessus réside en premier lieu dans le fait que la caméra prend non seulement la main du conducteur et les éléments de manoeuvre à actionner, mais également par exemple des parties de la console centrale, ce qui a un effet gênant lors de la restitution dans le champ de vision du conducteur. En second lieu, la main du conducteur peut cacher les éléments de commutation à actionner, du fait de la perspective de la caméra, de sorte que, également, une restitution de la main du conducteur dans le champ de vision de celui-ci ne permet pas une manoeuvre satisfaisante. C'est pourquoi l'invention a pour but de perfectionner le dispositif de manoeuvre connu par le brevet mentionné ci-dessus d'une manière telle que le moins grand nombre possible d'éléments d'image gênants soient restitués dans le champ de vision du conducteur et qu'une manoeuvre la plus ergonomique possible soit rendue possible. A cet effet, I'invention a pour objet un dispositif de manoeuvre, du type générique défini en introduction, qui comprend un générateur d'image qui est relié du côté de l'entrée à l'unité d'analyse et du côté de la sortie à l'unité de visualisation et qui sert à la présentation d'un curseur d'image virtuel dans le champ de vision de la personne effectuant la manoeuvre, en fonction de la position de l'élément de manoeuvre déplacé manuellement. L'invention englobe l'enseignement technique général consistant à ne pas restituer directement dans le champ de vision du conducteur l'image de la main de celui-ci prise par la caméra, mais uniquement de l'utiliser pour la détermination de position de la main du conducteur. C'est alors, en fonction de la position de la main du conducteur qui est déterminée de cette manière, uniquement un curseur d'image virtuel qui est restitué dans le champ de vision du conducteur au moyen d'une unité de visualisation, des signaux optiques d'arrière-plan gênants présents dans l'image prise par la caméra, tels que par exemple des parties de la console centrale, étant supprimés. En conséquence, le dispositif de manoeuvre conforme à l'invention comprend un détecteur qui détecte la position d'un élément de commande déplacé manuellement par la personne effectuant la manoeuvre, l'élément de commande pouvant par exemple être la main ou l'index de la personne effectuant la manoeuvre. Il est toutefois également possible que la personne effectuant la manoeuvre tienne un élément de commande séparé qui coopère avec le détecteur pour permettre la détermination de position. C'est de préférence une caméra, notamment une caméra infrarouge, un détecteur à ultrasons, un détecteur radar, un détecteur capacitif ou un détecteur à contact, tel que par exemple ce qu'il est convenu d'appeler un clavier tactile, qui convient en tant que détecteur. Le dispositif de manoeuvre conforme à l'invention comprend en outre une unité de visualisation qui est disposée dans le champ de vision de la personne effectuant la manoeuvre et qui sert à représenter au moins un élément de manoeuvre virtuel et le curseur d'image virtuel, I'unité de visualisation consistant de préférence en ce qu'il est convenu d'appeler un affichage tête haute, lequel peut projeter une image directement dans le champ de vision de la personne effectuant la manoeuvre. Par ailleurs, dans le dispositif de manoeuvre conforme à l'invention, il est prévu une unité d'analyse qui est reliée du côté de l'entrée au détecteur et qui détermine la position de l'élément de commande déplacé manuellement. Il est enfin encore prévu un générateur d'image qui est relié du côté de I'entrée à l'unité d'analyse et du côté de la sortie à l'unité de visualisation, afin de représenter un curseur d'image virtuel dans le champ de vision de la personne effectuant la manoeuvre, en fonction de la position de l'élément de manoeuvre déplacé manuellement. Dans la forme préférée de réalisation de l'invention, I'unité d'analyse est reliée du côté de la sortie à une unité de comparaison qui compare à des données de position préfixées la position de l'élément de manoeuvre déplacé manuellement déterminée par l'unité d'analyse et produit un signal de commande en fonction du résultat de la comparaison. Les données de position préfixées correspondent de préférence aux positions des différents éléments de commutation virtuels à manoeuvrer, de sorte que l'utilisateur n'a qu'à amener l'élément de commande déplacé manuellement dans une zone voulue dans l'espace pour déclencher une manoeuvre de commutateur. De préférence, I'unité de comparaison est reliée du côté de la sortie à un haut-parleur, afin d'annoncer d'une manière acoustique une manoeuvre possible et/ou réussie d'un élément de manoeuvre virtuel. De cette manière, il est par exemple possible de fournir une réaction acoustique à la personne effectuant la manoeuvre, un signal acoustique étant délivré lorsque l'élément de commande déplacé manuellement se trouve dans une position de manoeuvre en avant d'un élément de commutation et que la personne effectuant la manoeuvre sait par exemple que l'élément de commande déplacé manuellement, tel que par exemple l'index de la main, n'a qu'à être poussé vers l'avant pour activer l'élément de manoeuvre, à la suite de quoi il est délivré un autre signal acoustique, qui de préférence diffère du premier signal acoustique, pour annoncer la manoeuvre réussie de l'élément de manoeuvre. Ainsi, d'une manière avantageuse, dans le dispositif de manoeuvre conforme à l'invention, un haut-parleur est prévu pour la confirmation acoustique d'une manoeuvre possible et/ou réussie d'un élément de manoeuvre virtuel, le haut-parleur étant relié, pour l'activation, à l'unité de comparaison. Dans une variante de l'invention, I'unité d'analyse est reliée du côté de la sortie à un moyen de limitation qui limite aux valeurs préfixées les données de position de l'élément de commande déplacé manuellement qui sont déterminées par l'unité d'analyse. Cela permet par exemple d'empêcher que le curseur d'image virtuel restituant dans le champ de vision de la personne effectuant la manoeuvre ne sorte du champ de vision sous l'effet d'un mouvement de la personne effectuant le manoeuvre qui éloigne la main. Le curseur d'image virtuel reste alors plutôt aux limites du champ de vision, afin de faciliter un positionnement renouvelé de la part de la personne effectuant la manoeuvre. De préférence, le moyen de limitation est également relié du côté de la sortie à un haut- parleur, afin de fournir une réaction acoustique à la personne effectuant la manoeuvre, de sorte que le haut-parleur délivre un signal d'avertissement acoustique lorsque la main de la personne effectuant la manoeuvre s'éloigne de la zone de manoeuvre. Ainsi, suivant un développement particulier de l'invention, le moyen de limitation est relié du côté de la sortie à un haut-parleur, afin de délivrer un signal d'avertissement acoustique lorsque les données de position préfixées sont atteintes ou dépassées. Le dispositif de manoeuvre conforme à l'invention peut aussi présenter une ou plusieurs des particularités suivantes: - le détecteur est un détecteur optique, un détecteur à ultrasons, un détecteur radar, un détecteur capacitif ou un détecteur à contact, - le détecteur est une caméra, une caméra infrarouge ou un clavier tactile, - I'unité de visualisation est un affichage tête haute. D'autres développements avantageux de l'invention sont exposés ci- après à l'aide de la description de l'exemple préféré de réalisation de l'invention, faite en regard des dessins. On voit: à la figure 1, une représentation en perspective d'un habitacle de véhicule automobile comportant le dispositif de manoeuvre conforme à l'invention, à la figure 2, le dispositif de manoeuvre conforme à l'invention sous forme d'un schéma-blocs et, à la figure 3, une variante d'exemple de réalisation de l'invention comportant un clavier tactile en tant que détecteur. La vue en perspective fournie à la figure 1 représente un habitacle de véhicule automobile, avec un conducteur 1 et une caméra 2 qui est disposée dans l'habillage du pavillon au-dessus de la console centrale et qui est dirigée vers le bas, sur un champ de manoeuvre 3 situé dans la zone de la console centrale, le champ de manoeuvre 3 ne contenant, contrairement à des dispositifs de manoeuvre classiques, aucun élément de commutation ou élément de manoeuvre à réalisation réelle, mais servant uniquement de surface de contact pour un index 4 de la main du conducteur 1 qui sert d'élément de commande. L'image du champ de manoeuvre 3 qui est prise par la caméra 2 contient donc pour l'essentiel, en tant qu'information, la position de l'index 4 du conducteur. En outre, le dispositif de manoeuvre conforme à l'invention comprend ce qu'il est convenu d'appeler un affichage tête haute 5 qui n'est représenté que schématiquement à la figure 2. La structure d'un tel affichage tête haute 5 est détaillée dans la demande de brevet allemand DE 196 20 199 A1, de sorte qu'il est possible de renoncer ci-après à une description complète de cet affichage tête haute 5 et on renvoie à cet égard à la demande de brevet indiquée ci-dessus. D'une part, I'affichage tête haute 5 restitue des éléments de manoeuvre 6 virtuels dans le champ de vision du conducteur 1, les éléments de manoeuvre 6 virtuels pouvant par exemple être des commutateurs virtuels. D'autre part, I'affichage tête haute 5 projette un curseur d'image 7 virtuel dans le champ de vision du conducteur 1. La caméra 2 est reliée du côté de la sortie à une unité d'analyse d'image 8, servant d'unité d'analyse, qui analyse l'image de la main du conducteur 1 prise par la caméra 2, détermine la position dans l'espace du bout de l'index 4 et la délivre sous forme de données de position X, Y, Z. Un élément de limitation 9 est connecté en aval de l'unité d'analyse d'image 8, cet élément de limitation 9 comparant les données de position X, Y, Z du bout de l'index, calculées par cette unité d'analyse d'image 8, à des données de position préfixées qui délimitent le champ de manoeuvre 3. Si le conducteur 1 déplace l'index 4 hors du champ de manoeuvre, les données de position X, Y, Z du bout de l'index 4 sont limitées aux valeurs limites XLIM, YLIM, ZLIM aux limites du champ de manoeuvre 3. En outre, l'élément de limitation 9 est relié du côté de la sortie à un haut-parleur 10 qui délivre un signal d'avertissement acoustique lorsque la main de l'utilisateur quitte le champ de manoeuvre 3. Du côté de la sortie, l'élément de limitation 9 est relié à une unité de comparaison 1 1 qui compare les données de position limitées XLIM, YLIM, ZLIM à des données de position préfixées qui correspondent aux positions virtuelles des éléments de manoeuvre 6. Si le conducteur 1 déplace son index 4 d'une manière telle que le bout de l'index 4 se trouve dans la zone des positions virtuelles des éléments de commutation 6, I'unité de comparaison 11 délivre un signal de commande CONTROL approprié, afin de déclencher la fonction associée à l'élément de manoeuvre 6 chaque fois considéré. En outre, dans ce cas, I'unité de comparaison 11 active le haut-parleur 10 en vue de produire un signal de réaction acoustique qui annonce au conducteur 1 une manoeuvre réussie de l'élément de manoeuvre 6 considéré. En outre, I'unité de comparaison 11 est reliée du côté de la sortie à un générateur d'image 12 qui commande l'affichage tête haute 5 en vue de la représentation des éléments de manoeuvre 6 virtuels, l'élément de manoeuvre activé par le conducteur 1 étant représenté dans une autre couleur une fois l'activation réussie, de sorte que le conducteur 1 reçoit non seulement un signal de réaction acoustique au moyen du haut-parleur 10, mais est également un signal de réaction optique au moyen de la représentation dans une autre couleur de l'élément de manoeuvre 6 dans l'affichage tête haute 5. Enfin, le dispositif de manoeuvre conforme à l'invention comprend un générateur d'image 13 qui est relié du côté de l'entrée à l'élément de limitation 9 et qui commande l'affichage tête haute 5 en vue de la représentation de l'indicateur d'image 7 virtuel en fonction des données de position XLIM, YLIM et ZLIM limitées au moyen de l'élément de limitation 9. L'exemple de réalisation représenté à la figure 3 coïncide dans une large mesure avec l'exemple de réalisation décrit précédemment et représenté aux figures 1 et 2, de sorte qu'on utilise ci-après les mêmes repères et qu'on renvoie à la description précédente afin d'éviter des répétitions. La particularité de l'exemple de réalisation de la figure 3 réside dans le fait que le détecteur 2 est non pas une caméra, mais un clavier tactile ou à effleurement, qui est sensible au contact et qui délivre la position dans laquelle le conducteur touche ce clavier tactile. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit précédemment. Bien au contraire, il est possible d'imaginer de multiples variantes et modification qui utilisent le concept conforme à l'invention et entrent donc également dans le cadre de protection. REVENDICATIONS 1. Dispositif de manoeuvre, notamment pour la manoeuvre à faible déflexion de commutateurs dans un véhicule automobile, comprenant un détecteur (2) servant à détecter la position d'un élément de commande (4) déplacé manuellement par une personne effectuant la manoeuvre, une unité de visualisation (5) disposée dans le champ de vision de la personne effectuant la manoeuvre et servant à représenter au moins un élément de manoeuvre (6) virtuel et une unité d'analyse (8) reliée du côté de l'entrée au détecteur (2) et servant à déterminer la position de l'élément de commande (4) déplacé manuellement, caractérisé en ce qu'il comprend un générateur d'image (13) qui est relié du côté de l'entrée à l'unité d'analyse (8) et du côté de la sortie à l'unité de visualisation (5) et qui sert à la présentation d'un curseur d'image (7) virtuel dans le champ de vision de la personne effectuant la manoeuvre, en fonction de la position de l'élément de manoeuvre (4) déplacé manuellement. 2. Dispositif de manoeuvre suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité d'analyse (8) est reliée du côté de la sortie à une unité de comparaison (9) qui compare à des données de position préfixées la position déterminée par l'unité d'analyse (8) et produit un signal de commande (CONTROL) en fonction du résultat de la comparaison. 3. Dispositif de manoeuvre suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'un haut-parleur (10) est prévu pour la confirmation acoustique d'une manoeuvre possible et/ou réussie d'un élément de manoeuvre (6) virtuel, le haut-parleur (10) étant relié, pour l'activation, à l'unité de comparaison (11). 4. Dispositif de manoeuvre suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'unité d'analyse (8) est reliée du côté de la sortie à un moyen de limitation (9) qui limite aux valeurs préfixées les données de position qui sont déterminées par l'unité d'analyse (8). 5. Dispositif de manoeuvre suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de limitation (9) est relié du côté de la sortie à un hautparleur (10), afin de délivrer un signal d'avertissement acoustique lorsque les données de position préfixées sont atteintes ou dépassées. 6. Dispositif de manoeuvre suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le détecteur (2) est un détecteur optique, un détecteur à ultrasons, un détecteur radar, un détecteur capacitif ou un détecteur à contact. 7. Dispositif de manoeuvre suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le détecteur (2) est une caméra, une caméra infrarouge ou un clavier tactile. 8. Dispositif de manoeuvre suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'unité de visualisation (5) est un affichage tête haute.