Brevet FR2840441A1 — publié le 20031205

la première approche est fixe, ne serait ce que par le besoin d'une alimentation. Cette immobilité est incompatible avec la vie quotidienne d'une personne, même handicapée. Au cas ou on aurait l'idée d'utiliser un ordinateur portable, on se heurte alors à une deuxième conséquence qui est l'encombrement. En effet, l'encombrement, que ce soit pour un ordinateur personnel ou portable, est trop important pour qu'il puise être adapté, simplement, à un fauteuil roulant par exemple. Il existe d'autre inconvénient liés à l'emploi d'un ordinateur personnel portable. En effet celui est prévu pour être transporter, voir utilisé dans un environnement relativement stable comme un train. Un ordinateur personnel portable n'a jamais été prévu pour résister aux cahotements liés à la circulation d'un fauteuil roulant sur un trottoir pavé par exemple. De plus les ordinateurs personnels portables ont une très faibles autonomie, 3 heures pour les meilleurs, ce qui n'est pas pratiques pour l'application envisagée. Enfin les ordinateurs portables ne sont que très peu modulable d'un point de vue matériel, et lorsqu'ils le sont, cela augmente leur encombrement déjà trop important. Dans l'état de la technique, l'ensemble des solutions requiert une activation pour pouvoir fonctionner. Cette activation est mécanique ou électrique. Cela suppose que la personne assistée dispose d'une certaine motricité, ce qui n'est pas forcément toujours le cas. Dans l'invention on résout ces problèmes en utilisant une unité centrale ayant une conception selon un standard d'ordinateur industriel. Un tel standard est, par exemple, le standard PC104. Avec un tel standard les dimensions du dispositif sont voisines d'un parallélépipède ayant pour base un carré de 10 centimètres d'arête, et une épaisseur variant selon les fonctionnalités, sans toutefois excéder une dizaines de centimètres. Le dispositif selon l'invention est alors doté de la majorités des caractéristiques fonctionnelles d'un ordinateur individuel, en particulier en terme d'exécution de code et d'entrées/ sorties. L'unité centrale d'un dispositif selon l'invention comporte donc un microprocesseur, une unité de stockage, de la mémoire de travail, des circuits d'entrées / sorties standard, et un bus de fond de panier de type PC 104 qui permet d'adapter, simplement, au dispositif des cartes d'extensions. Les cartes d'extensions étant elles aussi au format PC 104. Une telle unité centrale, selon le standard PC104, est compatible avec la majorité des systèmes d'exploitations du marché, et donc avec la majorité des logiciels de traitement de la voix. Il est dés lors possible d'obtenir un dispositif généraliste adaptable sans effort à une grande variété de situations. De plus l'utilisation d'un standard tel que le standard PC104 garantit une faible consommation, donc une autonomie importante. Le fait que la détection des stimulus se fasse en continue, c'est à dire qu'un périphérique d'entrée, de préférence un microphone, soit toujours branché et actif, dispense l'utilisateur d'avoir à activer le dispositif. L'invention a donc pour objet un dispositif mobile d'assistance aux personnes à mobilité réduite caractérisé en ce que il comporte : - une unité centrale mobile et évolutive, sur une base d'ordinateur industriel, comportant des moyens de connexion pour y adjoindre au moins un périphérique, - une alimentation autonome, - au moins un périphérique actionneur, - au moins un périphérique pour capter un stimulus de voix, - des moyens de reconnaissance vocale, mis en oeuvre par l'unité centrale, pour analyser le stimulus de voix et agir sur l'actionneur en fonction du stimulus, le stimulus étant émis par un utilisateur et détecté en continu. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles ci sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent: - Figure 1 : illustration d'une unité centrale d'un dispositif selon l'invention ; - Figure 2 : illustration de l'évolutivité d'un dispositif selon l'invention ; - Figure 3 : uneillustration d'une mise en #uvre du dispositif selon l'invention. La figure 1 montre l'unité 101 centrale d'un dispositif selon l'invention. L'unité 101 centrale comporte un circuit 102 imprimé sur lequel sont imprimés des pistes et des emplacements d'accueil pour différents composants réalisant la fonction de l'unité centrale. Dans la mesure où on envisage un dispositif selon le standard PC/104, les dimensions du circuit 102 imprimé sont de 90 mm x 96 mm. La fonction de l'unité 101 centrale est celle de toutes les unités centrales, c'est à dire l'exécution de code instruction, et la connectivité avec l'environnement de l'unité centrale. L'unité 101 centrale comporte, positionné et soudé sur le circuit 102 imprimé, un microprocesseur 103. Dans la pratique il s'agit d'un microprocesseur à faible consommation, tel que ceux utilisés pour les applications industrielles embarquées. De tels microprocesseurs sont, par exemple, des microprocesseurs de type SGS STPC Client 5x86 à 133 MHz, les microprocesseurs Geode NS GX1 à 300 MHz, les microprocesseurs Transmetta TM5400 à 533 MHz ou les microprocesseurs AMD Elan. Cette liste n'est pas exhaustive. Dans la pratique, tous les éléments de l'unité 101 centrale sont fixés par soudure sur le circuit 102 imprimé. L'unité centrale 101 comporte aussi, connecté au microprocesseur 103, et plus particulièrement à une broche d'initialisation du microprocesseur 103, un dispositif chien de garde. Le dispositif 104 chien de garde permet de s'assurer d'un non blocage du dispositif selon l'invention. En effet le dispositif 104 chien de garde, grâce à un compteur qu'il décrémente, ou incrémente, et à un seuil peut provoquer la réinitialisation du microprocesseur 103 donc du dispositif. Le principe est le suivant : le microprocesseur 103 doit stimuler régulièrement le chien de garde pour remettre son compteur à zéro. Si cela n'est pas fait, lorsque le compteur du chien de garde atteint le seuil, le microprocesseur est réinitialisé. Le microprocesseur, 103 et le dispositif 104 chien de garde, sont aussi connectés via un bus 105. Cette connexion permet au microprocesseur 103 de stimuler le dispositif 104. Le bus 105 est un ensemble de fils, ou de pistes, comportant ces éléments en nombre suffisant pour véhiculer des signaux d'adresses, de commandes, de données, d'horloge et d'alimentation. Le bus 105 est, d'autre part, connecté à des circuits 106 contrôleurs de bus. Ces circuits 106 sont d'autre part connectés à un connecteur 107 permettant de connecter des cartes d'extension à l'unité 101 centrale. Le connecteur 107 est défini par le standard PC/104. Ce connecteur 107 est en fait assimilé à un bus de fond de panier, et les circuits contrôleurs 106 de bus permettent d'assurer une bonne communication entre les cartes d'extension et l'unité 101 centrale. Le contrôleur 106 peut être, par exemple, un contrôleur de bus au format ISA, ou PCI. Dans ce cas les signaux existant sur le connecteur 107 sont des signaux selon le format ISA, ou PCI, et les carte d'extension devront comporter un connecteur ISA, ou PCI, pour pouvoir être connecté à l'unité 101 centrale. Pour pouvoir travailler le microprocesseur 103 a besoin de mémoire dite vive, ou RAM. Cette mémoire n'est pas représentée sur la figure 1 mais l'unité 101 centrale en comporte au moins 8 Mo. La figure 1 montre que l'unité 101 centrale comporte une unité 108 de stockage de masse connecté au bus 105. L'unité 108 est un disque dur. Dans la pratique, il s'agit d'une unité de stockage réalisée en utilisant de la mémoire flash, on parle alors de disque flash. Un tel disque flash est alors du type DiskOnChip, c'est à dire disque sur circuit imprimé, de M-Sytems. A cette fin l'unité 101 comporte un connecteur à 32 broches compatible avec ce type de disque. Dans la pratique ce connecteur 32 broches est compatible avec le standard IDE. L'unité 108 peut dés lors aussi être de type CompactFlash, ou d'un autre type compatible avec le standard IDE. Il est ainsi aisé de faire évoluer le disque 108 que l'on utilise avec l'unité 101 centrale. En effet, il suffit d'embrocher / débrocher l'unité 108 du connecteur 32 broches pour changer de disque. Le connecteur 32 broches est quant à lui soudé au circuit 102 et connecté au bus 105. L'unité 108 de stockage permet d'enregistrer des programmes mis en #uvre par le microprocesseur 103. De tels programmes sont en, premier lieu, un système 108a d'exploitation. Etant donné l'architecture de l'unité 101 centrale utilisée par le dispositif selon l'invention, ce système d'exploitation peut être n'importe quel système d'exploitation du marché, comme par exemple MS WINDOWS, ou hors marché comme par exemple LINUX. L'unité 108 de stockage comporte aussi des codes instructions 108b correspondant à la gestion d'actionneurs connectés à l'unité 101 centrale. Ces actionneurs, ou périphériques actionneur, sont, de préférence, connectés à l'unité 101 centrale via le connecteur 107. Ainsi les codes instructions de la zone 108b sont des drivers, ou pilotes, permettant à l'unité 101 centrale de communiquer avec des cartes d'extension connectées à l'unité 101 centrale. Ces pilotes sont des moyens de commande des actionneurs. Des actionneurs peuvent cependant être connectés via des circuits 109 d'entrées/ sorties de l'unité 101 centrale. Les circuits 109 sont connectés au bus 105. Des circuits 109 sont des circuits d'entrées / sorties standards d'un ordinateur personnel comme, par exemple des connecteurs au format RS-232 ou RS-485, un port parallèle bidirectionnel, un port USB, pour ne citer que les formats plus connus. Les circuits 109 d'entrée/sortie peuvent inclure un module sans fil, par exemple un module radio (Blue Tooth) ou infrarouge. L'unité 108 de stockage comporte des codes instructions 108c permettant de mettre en oeuvre une reconnaissance vocale. Pour l'acquisition de son, l'unité centrale 101 comporte des circuits 110 de traitement du son. De tels circuits sont de préférence compatibles avec les circuits existants sur le marché comme par exemple avec le standard qu'est devenu Sound Blaster. Les circuits 110 sont soit directement implantés sur le circuit 102, soit ajoutés comme une extension à l'unité centrale 101 via le connecteur 107. Quoi qu'il en soit les circuits 110 sont connectés à des connecteurs 111, respectivement 112, permettant de connecter aux circuits 110, donc à l'unité 101 centrale, un haut-parleur 113, respectivement un microphone 114. Le microphone 114 sert alors à l'acquisition de son et le haut-parleur 113 à la restitution. Dans la pratique les connecteurs 111 et 112 peuvent n'être qu'un seul et même connecteur, les haut-parleur 113 et microphone 114 peuvent être regroupés sur un seul et même dispositif, comme par exemple un casque à microphone. Dans une variante de l'invention l'unité 101 centrale comporte des circuits 115 vidéo. Ces circuits 115 vidéo sont connectés, d'une part au bus 105, d'autre part à un connecteur 116. Le connecteur 116 permet de connecter l'unité 101 centrale à un écran 117, par exemple à cristaux liquides. Comme pour les circuits 110, les circuits 115 peuvent être optionnels et connectés à l'unité 101 centrale via le connecteur 107. On constate donc déjà une très grande modularité au niveau de l'unité 102 centrale. Dans une variante, l'unité 101 centrale comporte un connecteur 118 d'alimentation. De préférence l'alimentation est apportée, via le connecteur 107 et une carte d'alimentation. Dans une variante on envisage cependant une alimentation externe, par exemple celle d'un fauteuil roulant électrique, pour alimenter le dispositif selon l'invention. Un dispositif selon le standard PC/104 fonctionne selon une tension d'alimentation unique de 5 volts. L'alimentation du dispositif doit donc fournir une alimentation de 5 volts continus et une intensité de 3 ampères. Dans la pratique l'alimentation est fournie par une carte connectée via le connecteur 107 à l'unité 101 centrale. Cette alimentation produit une tension continue de 5 volts, sous une intensité de 3 ampères. Cette alimentation peut être connecté, par exemple pour la recharger, à n'importe quelle source de tension continue fournissant une tension entre 8 volts et 48 volts. Une telle alimentation permet de s'adapter à toutes les batteries et adaptateurs secteurs classiques. Le périphérique d'entrée / commande préféré du dispositif selon l'invention, est le microphone 114. Il s'agit du périphérique de commande par lequel on acquiert le stimulus de voix qui doit être analysé. Dans la pratique la commande par la voix se fait par l'intermédiaire d'un micro, ce micro sera d'un type différent suivant l'utilisation que l'on souhaite en faire et/ou suivant l'environnement. On peut donc utiliser, selon les cas, un micro cravate, un casque à micro électret, un micro larynx qui utilise les vibrations de la gorge pour transmettre la voix, un transducteur pour lequel le micro et le hautparleur sont réunis dans une même oreillette. Dans ce dernier cas le micro utilise les vibrations de la pression du conduit auditif pour transmettre les stimulus de voix. Le lien du microphone 114 vers l'unité 101 centrale est, sur la figure 1, filaire. Dans la pratique il pourrait aussi être infrarouge ou radio. Bien que la voix soit le système de commande privilégié, on pourra également utiliser d'autres dispositifs de commande. De tels dispositifs sont, par exemple, un joystick, un clavier et/ou un écran tactile. Ces autres dispositifs de commande peuvent être connectés à l'unité 101 centrale via les circuits 109 d'entrées / sorties. La figure 2 montre l'unité 101 centrale à laquelle on a connecté une carte 201 d'alimentation, et une carte 202 d'extension. La carte 201 comporte donc un bloc 203 d'alimentation, les signaux d'alimentation étant véhiculés jusqu'à l'unité 101 centrale, et jusqu'à la carte 202 d'extension via le connecteur 107. La carte 202 comporte des circuits 204 réalisant une fonction, par exemple télécommande de télévision ou télécommande d'un dispositif d'éclairage, ainsi que des circuits 205 actionneurs proprement dits. On considère cependant qu'un périphérique actionneur est l'ensemble qui est connecté à l'unité 101 centrale. On admet aussi que l'unité 101 centrale puis émettre des ordres, et donc se comporter comme un actionneur vis à vis de l'environnement. Dans l'exemple le circuit 205 est un émetteur infrarouge dans le cadre d'une commande de télévision. Grâce au format PC/104 utilisé, l'épaisseur du dispositif représenté à la figure 2 n'excède pas 4 centimètres. Le standard PC104 prévoit en effet une distance d'environ 19mm entre 2 cartes (par exemple entre l'unité 101 et la carte 202) montées en "sandwich". Ainsi, même avec plusieurs cartes d'extension, un dispositif selon l'invention n'excède pas les dimensions d'un cube de 10 cm d'arête. Sachant qu'il est possible d'implanter plusieurs fonctions sur la carte 202 d'extension, on obtient un dispositif d'encombrement très faible. L'utilisation du standard PC/104 garantit de plus une faible consommation et une bonne résistance aux chocs et vibrations, puisqu'il s'agit d'un standard utilisé en environnement industriel dit dur, c'est à dire un environnement comportant de fortes contraintes tant mécaniques qu'électromagnétiques. D'autres dispositifs d'extensions peuvent être connectés à l'unité 101 centrale via les circuits 109. Un dispositif d'extension est un dispositif qui peut être connecté à l'unité 101 centrale et commandé par le microprocesseur 103. Pour la figure 2, l'unité centrale est entre les cartes 201 et 202. Dans la pratique les cartes d'extension peuvent se répartir de part est d'autre de l'unité 101 central et dans un ordre quelconque. Les connecteurs du type du connecteur 107 comporte en effet à la fois une partie mâle et une partie femelle. Cela permet d'emboîter les cartes d'extension, et de former un "sandwich". La figure 3 montre une étape 301 préliminaire de production d'une commande. Dans l'étape 301, l'utilisateur du dispositif selon l'invention émet un son, ou stimulus de voix, qui est alors capté par le microphone 114. Ce son est transformé en signaux électriques par le micro 114, puis en signaux numériques par les circuits 110. Ce son numérisé peut alors être traité par le microprocesseur 103 alors commandé par les codes instructions de la zone 108c de reconnaissance vocale. Dans la pratique, le microphone 114 est branché en permanence, c'est à dire qu'un dispositif selon l'invention n'est jamais au repos et toujours à l'écoute de son environnement. Dans ce cas, le dispositif recherche en permanence un ordre qui serais émis par l'utilisateur, sans que celui ci ait un e activation particulière à faire. Les ordres sont, de préférence, soumis à une grammaire. Par exemple un ordre est composé d'une séquence de mots, ce qui permet d'éviter les détections fausses. Une telle séquence est, par exemple, composée d'un mot pour un type d'ordre, et de sous mots, comme lors du parcours d'un menu déroulant dans une application pour ordinateur personnel. Si de telles détections surviennent elle sont palliées, soit par une demande de validation orale de l'ordre, soit par un retour d'exécution qui permet à l'utilisateur de se rendre compte qu'un ordre a été passé sans qu'il l'ait expressément requis. Les codes instructions de la zone 108c peuvent correspondre à n'importe quel logiciel de traitement de la voix du marché. En effet le dispositif selon l'invention fonctionne sous un système d'exploitation standard du marché. Il est donc possible d'utiliser n'importe quel logiciel de reconnaissance vocale. De préférence on utilisera un logiciel de reconnaissance vocale reconnaissant le langage naturel, c'est-à-dire le langage parlé de tous les jours. Cela permet de ne pas limiter le vocabulaire employé par l'utilisateur à quelques mots pour lesquels serait spécifié le dispositif. Dans l'invention, la possibilité d'utiliser ces logiciels évolués permet, via un seul appareil, de commander tous les appareils commandables à distance. Cette commande se fait alors de manière naturelle, c'est à dire sans avoir à mémoriser des ordres spécifique, la phrase à prononcer pour commander l'appareil venant naturellement à l'esprit de part la nature de l'appareil et de l'ordre. Dans l'état de la technique, les possibilités de commande sont limités par les capacités des appareils, tant en mémoire qu'en technique de reconnaissance vocale. Le fait d'utiliser un logiciel de reconnaissance d'un langage naturel permet, dans l'invention, de produire, à partir d'un stimulus vocale, une chaîne de caractères selon un codage informatique de type ASCII, UNICODE, ISO 8859-X ou autre. La chaîne de caractères, que l'on dit naturelle, produite appartient alors à un dictionnaire d'une langue parlée. Cela permet de paramètrer très simplement le dispositif selon l'invention. Ce paramétrage se fait, par exemple, en associant, via un fichier texte, une chaîne de caractères à un code d'action interprétable par un actionneur. Un tel fichier texte comporte alors deux colonnes, une pour les chaînes de caractères, une pour les codes de commande. On peut ainsi associé plusieurs chaînes de caractères à un même code de commande. On peut ainsi totalement personnalisé un appareil selon l'invention d'un utilisateur à l'autre. Une fois la reconnaissance vocale effectuée on passe à une étape 302 de traitement de l'ordre reçu. Dans l'étape 302 le microprocesseur 103 est commandé par les codes instructions de la zone 108b. Dans le cas d'un ordre consistant à allumer la télévision le microprocesseur 103 va alors adresser, via le bus 105 , les circuits 106 et le connecteur 107 un ordre à la carte 202 d'extension pour que celle-ci émette un signal, via l'émetteur 205, pour allumer la télévision. Avec le dispositif selon l'invention, il y donc une coopération entre des moyens de reconnaissance vocale, et des moyens de commande d'un actionneur. Cette coopération se fait, par exemple, via un fichier associant une sortie des moyens de reconnaissance vocales à une entrée des moyens de commande d'un actionneur. De l'étape 302 on passe à une étape 303 d'action / retour. Dans l'étape 303, le dispositif renseigne l'utilisateur sur le fait que l'action qu'il a commandé a bien été entreprise. Quand il s'agit d'allumer une télévision, la confirmation vient directement par la fait que la télévision s'allume. Cependant on peut envisager des actions, comme par exemple augmenter une consigne de température d'un radiateur, où le retour n'est pas immédiat. Dans ce cas il faut que l'utilisateur du dispositif selon l'invention ait confirmation que son ordre a bien été reçu et exécuté. Pour cela, on peut, par exemple, connecter au dispositif selon l'invention un écran 117 à cristaux liquides. Cet écran n'a pas besoin d'être de dimension importante. Un écran permettant d'afficher deux lignes de textes de 32 caractères peut suffire par exemple. Lorsqu'une action a été effectuée, cet écran affiche, par exemple, l'ordre exécuté ainsi qu'un statut pour l'exécution de cet ordre. Le statut est soit OK si l'ordre a été correctement exécuté, soit KO si l'ordre n'a pas pu être correctement exécuté. Cela s'appelle aussi un retour d'exécution. La confirmation que l'ordre a été, ou n'a pas été, exécuté peut aussi se faire par l'intermédiaire d'un son. Ce son est alors diffusé par le haut- parleur 113. De part l'architecture matérielle du dispositif il est très simple, via une carte modem ISA, PCI, ou USB par exemple, de raccorder le dispositif à un réseau tel qu'Internet. Il est de même aisé d'utiliser le dispositif pour enregistrer, et restituer des contenues multimédias comme de la musique ou de la vidéo. REVENDICATIONS 1- Dispositif mobile d'assistance aux personnes à mobilité réduite caractérisé en ce que il comporte : - une unité centrale mobile et évolutive, sur une base d'ordinateur industriel, comportant des moyens de connexion pour y adjoindre au moins un périphérique, - une alimentation autonome, - au moins un périphérique actionneur, - au moins un périphérique pour capter un stimulus de voix, - des moyens de reconnaissance vocale, mis en oeuvre par l'unité centrale, pour analyser le stimulus de voix et agir sur l'actionneur en fonction du stimulus, le stimulus étant émis par un utilisateur et détecter en continu. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le stimulus est émis en langage naturel. 3 - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'unité centrale est à un format de type PC-104. 4 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de connexion sont internes, de préférence un bus de fond de panier. 5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de connexion sont externes, de préférence à un format filaire ou radioélectrique. 6 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que un périphérique pour capter un stimulus de voix est un microphone. 7 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de retour, coopérant avec les moyens de connexion, pour indiquer à l'utilisateur qu'un stimulus de voix a été reçu, et/ou qu'un actionneur a été actionné. 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de retour comporte un écran. 9 - Dispositif selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que les moyens de retour comporte un haut parleur. 10 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'unité centrale comporte un dispositif de chien de garde.