Brevet FR2939531A1 — publié le 20100611

Procédé de correction pour écran tactile L'invention concerne le domaine de l'affichage sur écran tactile comprenant une dalle tactile. Particulièrement, l'invention concerne la correction de défauts d'enregistrement de données pour une dalle tactile utilisée dans un véhicule moteur. Un écran tactile est composé d'un dispositif d'affichage et d'une dalle tactile. La dalle tactile permet l'enregistrement de pressions effectuées par un opérateur en interaction avec l'écran tactile grâce à un contrôleur. Le contrôleur mesure les passages de courant, récupère des informations spatiales à partir des passages de courant et envoie sur un réseau des données de positionnement relatives aux passages de courant et par là au positionnement de la pression. Les données de positionnement sont récupérées par un système en temps réel, multitâche et asynchrone. Ce système, selon le contexte, garantit ou non un ou plusieurs traitements de toutes les données arrivant par le réseau. Ces traitements peuvent être contrariés par des retards de transmission, des sautillements (ou jitter en anglais) et des pertes de données ; il y a une mauvaise récupération des informations spatiales. Cette mauvaise récupération des informations est désavantageuse pour certaines applications, par exemple quand l'écran tactile doit être utilisé par un conducteur dans une automobile ; cela peut distraire celui-ci et rendre la conduite du véhicule dangereuse pour lui et les tiers, car il doit faire preuve de plus d'attention à l'encontre de l'écran tactile, au détriment de la conduite. La dalle tactile est transparente et est composé dans l'ordre de : • une première couche en verre au contact du dispositif d'affichage ; • une deuxième couche en un matériau conducteur ; • une troisième couche d'air ; • une quatrième couche en un matériau conducteur ; • une cinquième couche en verre ou un film. Le matériau conducteur des deuxième et quatrième couches peut être par exemple de l'oxyde d'indium-étain (ou encore ITO). Dans la troisième couche d'air, peuvent être présents des espaceurs permettant de maintenir à distance les deuxième et quatrième couches. Lorsqu'un opérateur exerce une pression sur la dalle tactile, plus précisément sur la cinquième couche, à l'aide, par exemple, de son doigt ou d'un stylet, les deuxième et quatrième couches se rapprochent. Lorsque la pression est suffisante, les deuxième et quatrième couches viennent au contact l'une de l'autre et un courant passe alors de l'une à l'autre. On comprend aisément que plus la cinquième couche est rigide et plus il est difficile de mettre en contact les deuxième et quatrième couches. Cela peut alors distraire le conducteur qui doit faire attention à appliquer une bonne pression pour que les deux couches puissent se rapprocher suffisamment. Un problème souvent rencontré avec ce type d'écran tactile est que, dans une application particulière où il serait intéressant d'enregistrer un déplacement du point où s'exerce la pression (on parlera par la suite simplement de déplacement de (la) pression ou glissé), définissant une trajectoire, la pression exercée le long de la trajectoire n'est pas constante et peut devenir insuffisante par endroit et/ou moment. Ce problème rend impossible l'utilisation des dalles tactiles comme interface homme-machine complexe et intuitive pour réaliser des commandes de glissé ou des reconnaissances de formes et de caractères. Il existe des technologies permettant de détecter un effleurement de la dalle, c'est-à-dire de détecter une pression appliquée sur la dalle quand la pression est très faible, c'est-à-dire que la pression correspond à une force appliquée proche de 0 Newton. Néanmoins, ces technologies sont très sensibles aux variations hygrométriques, par exemple de température, pour pouvoir être utilisées dans une automobile. Afin de palier ces inconvénients, l'invention propose un procédé de correction de défauts d'enregistrement de données pour une dalle tactile lorsqu'un opérateur exerce et déplace une pression sur la dalle tactile, la pression engendrant les données et le déplacement définissant une trajectoire, caractérisé en ce qu'un module de calcul effectue la correction, quand la trajectoire est discontinue pour cause de défauts, et en particulier de défauts d'enregistrement, à partir d'au moins un des paramètres suivants : - une position de la pression ; - une vitesse du déplacement de la pression ; - une accélération du déplacement de la pression, la correction de la trajectoire discontinue engendrant une trajectoire continue qui correspond à la trajectoire discontinue là où l'enregistrement de données a été effectif. Un avantage de ce procédé est qu'il est possible de déterminer la trajectoire d'un déplacement de pression. D'autres caractéristiques optionnelles non limitatives sont : - la correction est réalisée par une interpolation et une extrapolation des données pour obtenir la trajectoire continue ; - l'interpolation des données utilise un modèle choisi parmi le groupe suivant : modèles rectiligne, circulaire ou cycloïde ; - l'interpolation des données utilise un nombre de points égale ou supérieur au nombre de points nécessaire et suffisant pour construire la trajectoire continue ; - dans le cas où l'interpolation des données utilise un nombre 10 de points supérieur au nombre de points nécessaire et suffisant pour construire la trajectoire : - si l'interpolation est réalisée par une droite, la somme des distances des points à la droite interpolée est minimisée ; - si l'interpolation est réalisée par un cercle, la somme des 15 distances des points au cercle interpolé est minimisée ; - l'interpolation est réalisée par la technique des moindres carrés ou des filtres de Kalman ; - l'extrapolation utilise les vitesses et accélérations de la pression pour déterminer la trajectoire continue là où il y a défaut 20 d'enregistrement ; - l'extrapolation utilise un modèle dans lequel une des dérivées successives par rapport au temps de la position est constantes. L'invention propose également un écran tactile comprenant une dalle tactile, un calculateur et un dispositif d'affichage, le calculateur 25 et le dispositif d'affichage étant en liaison avec un module de calcul et le module de calcul modifiant l'affichage apparaissant sur le dispositif d'affichage à partir de données engendrées par la dalle tactile et transmise par le calculateur lorsqu'une pression est exercée et/ou déplacée sur celle-ci, caractérisé en ce que le module de calcul met en oeuvre un procédé selon l'invention. Une caractéristique optionnelle et non limitative est : - le module de calcul est une unité de commande électronique. D'autres caractéristiques, buts et avantages apparaîtront dans la description qui suit, en référence aux dessins donnés à titre illustratif et non limitatif et parmi lesquels : - la figure 1 est un organigramme reproduisant schématiquement un procédé selon l'invention ; - la figure 2 est un schéma d'un dispositif selon l'invention et mettant en oeuvre le procédé de la figure 1 ; - la figure 3 est un diagramme schématique représentant le résultat du procédé de la figure 1. En référence aux figures 1 et 2, est décrit ci-après le procédé selon l'invention. Le procédé selon l'invention permet une correction de défauts d'enregistrement de données pour une dalle tactile 11 lorsqu'un opérateur exerce et déplace El une pression sur la dalle tactile 11, la pression engendrant les données et le déplacement définissant une trajectoire 3. Une telle dalle tactile 11 a déjà été décrite dans la description de l'état de la technique et ne sera pas détaillée par la suite. La correction E7 est effectuée par un module de calcul 15, quand la trajectoire 3 est discontinue pour cause de défauts d'enregistrement. La correction E7 est effectuée à partir d'au moins un des paramètres suivants : • une position de la pression ; • une vitesse du déplacement de la pression ; • une accélération du déplacement de la pression. La correction E7 de la trajectoire discontinue 3 crée une trajectoire continue qui correspond à la trajectoire discontinue 31 là où l'enregistrement de données a été effectif et à une trajectoire extrapolée 32 là où l'enregistrement a fait défaut. Plus précisément, le procédé comprend les étapes consistant à : - E2 détecter, à l'aide d'un calculateur 13, la pression exercée sur la dalle tactile 11 par l'opérateur, une pression suffisante engendrant des données de positionnement ; - E3 déterminer à l'aide d'un calculateur 13 les données de positionnement ; - E4 envoyer les données de positionnement à un module de calcul 15 via un réseau ; - E5 déterminer à partir des données de positionnement des données supplémentaires pouvant être choisies parmi une vitesse du déplacement de la pression ou une accélération du déplacement de la pression ; - E6 déterminer à l'aide du module de calcul 15 si une correction de la trajectoire est nécessaire ; - E7 si la correction de la trajectoire est nécessaire, corriger à l'aide du module de calcul 15 la trajectoire à partir de paramètres de calcul choisis parmi la position de la pression, la vitesse de déplacement de la pression et/ou l'accélération du déplacement de la pression ; - E8 créer une trajectoire continue correspondant à la trajectoire discontinue 31 là où l'enregistrement de données a été effectif et à une trajectoire extrapolée 32 là où l'enregistrement a fait défaut. L'enregistrement de données est dit effectif quand la pression exercée par l'opérateur a été suffisante, c'est-à-dire qu'il y a contact entre les deuxième et quatrième couches de la dalle tactile 11. L'enregistrement est dit avoir fait défaut quand la pression exercée par l'opérateur n'a pas été suffisante, c'est-à-dire que les deuxième et quatrième couches de la dalle tactile 11 ne sont pas en contact. L'enregistrement peut également avoir fait défaut quand, à un moment donné, la pression exercée par l'opérateur devient nulle, par exemple quand un doigt ou un stylet de celui-ci, utilisé pour exercer la pression sur la dalle tactile 11, n'est plus en contact avec la dalle tactile 11. La correction E7 de la trajectoire est décidée par le module de calcul 15 qui connaît le contexte d'utilisation de l'écran tactile à un moment donné. Si le contexte d'utilisation nécessite un glissé, le module de calcul 15 interprétera alors deux ou plusieurs suites de positions détectées pendant une durée donnée comme faisant partie d'une seule et même suite définissant la trajectoire discontinue. Si le contexte d'utilisation ne nécessite pas un glissé, le module de calcul 15 interprétera alors deux ou plusieurs suites de positions détectées pendant une durée donnée comme faisant partie de deux ou plusieurs suites distinctes ayant des fonctions distinctes. La correction E7 de la trajectoire peut être réalisée par une interpolation spatio-temporelle des données suivie d'une extrapolation. L'interpolation permet de construire la trajectoire discontinue 31 correspondant à la trajectoire où l'enregistrement a été effectif. L'extrapolation permet de déduire la trajectoire extrapolée 32 là où l'enregistrement a fait défaut. Quand la correction E7 de la trajectoire est réalisée par une interpolation des données suivie d'une extrapolation, l'interpolation de la trajectoire discontinue peut utiliser un modèle choisi parmi le groupe suivant : modèles rectiligne, circulaire ou cycloïde. Ce modèle est appelé modèle de déplacement du doigt. Dans ce cas, l'interpolation de la trajectoire discontinue peut utiliser un nombre de points égale ou supérieur au nombre de points nécessaire et suffisant pour construire la trajectoire. Le nombre de points nécessaire et suffisant est le nombre de points minimal pour construire une trajectoire, par exemple, pour une droite, deux points sont nécessaires et suffisants ; pour un cercle, trois points sont nécessaires et suffisantes, c'est-à-dire le centre et deux points du cercle. Si l'interpolation de la trajectoire discontinue utilise un nombre de points supérieur au nombre de points nécessaire et suffisant pour construire la trajectoire, l'interpolation doit minimiser un critère donné. Par exemple, dans le cas où l'interpolation est réalisée par une droite, on minimise la somme des distances des points à la droite interpolée. Dans cet exemple, la distance d'un point à la droite interpolée peut être une distance prise orthogonalement à la droite ou parallèlement à l'un des axes d'un repère orthonormé défini sur la dalle. Autre exemple, si l'interpolation est réalisée par un cercle, on minimise la somme des distances des points au cercle interpolé. Dans cet exemple, la distance d'un point au cercle interpolé peut être prise sur une droite passant par ce point et le centre du cercle interpolé. Cette minimisation peut être réalisée par la technique des moindres carrés ou des filtres de Kalman. Le modèle utilisé peut être un modèle dans lequel l'une des dérivées successives par rapport au temps de la position est constante, par exemple, la vitesse, l'accélération ou la dérivée de l'accélération. Le choix du modèle de trajectoire et du modèle d'extrapolation peut être déterminé par le contexte, c'est-à-dire le type de geste que l'on veut reconnaître ; ceci permet d'améliorer les performances de l'invention. L'interpolation utilise les quelques points que la dalle tactile fournit pour en déduire une trajectoire continue. Chacun des points fournis correspond à une détection par le contrôleur de la dalle tactile de la pression exercée à un instant t. La trajectoire continue 3 est ensuite estimée en fonction des positions réellement détectées (c'est-à-dire que la pression sur la dalle tactile a été suffisante), vitesses et/ou accélérations ainsi qu'en fonction du modèle de déplacement du doigt utilisé par l'extrapolation. Par exemple, les positions suivantes peuvent être déduites par intégration successive de l'accélération et de la vitesse par le temps. La vitesse et l'accélération permettent de déduire dans quelle mesure la pression se déplace et ainsi permettent de déduire ou d'extrapoler les positions. Par exemple, dans le cas d'une extrapolation linéaire l'extrapolation peut utiliser l'équation suivante : 1 est = Am t + V~to~ t + e(to) A(to) : Accélération initiale V : Vitesse initiale e(to) : Position initiale est : Position extrapolée t : Temps entre tiet to Ci-après est décrit un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Cet exemple ne se veut pas limitatif et permet d'aider à la compréhension du propos. Dans cette mise en oeuvre, la correction est réalisée par interpolation par cercle et utilisant la méthode des moindres carrés. Dans cet exemple, la dalle tactile est rectangulaire ou carrée. Un repère orthonormé est défini sur la dalle tactile avec (x ; y) un couple de coordonnées dont x est suivant un premier axe du repère et y suivant un deuxième axe du repère. L'équation d'un cercle s'écrit alors : A(x2+y2)+B.x+C.y=l ; avec : / ùx0 ùyo ù 2xo 2 2 2 / ùx0 ùyo C= -2Yo 2 2 2 / ùx0 ùyo B X0 = - Yo =û2A V4A +B2 +C2 r= 2A La matrice Jacobienne est définie par : aF1 aF1 aFl aA aB aC x~ + y~ xi Y~ aF2 aFz aFz 2 2 = x22 + y 2 X2 Y2 aA aB aC aF3 aF3 aF3 x3 + Y3 X3 Y3 aA aB aC _ La solution de l'équation est alors : 1 A= 2 2 2 B= 2A C -A-B C La correction permet de reconstruire la trajectoire continue 3 comme illustré sur la figure 3 où on voit que la trajectoire discontinue 31 a été complétée là où il y avait défaut de détection par des trajectoires extrapolées 32. Un écran tactile selon l'invention, et tel qu'illustré sur la figure 2, comprend une dalle tactile 11, un calculateur 13, et un dispositif d'affichage 17. Le calculateur 13 et le dispositif d'affichage 17 étant en liaison avec un module de calcul 15. Le module de calcul 15 modifiant l'affichage apparaissant sur le dispositif d'affichage 17 à partir de données engendrées par la dalle tactile 11 lorsqu'une pression est exercée et/ou déplacée sur celle-ci. Le calculateur 13 près de la dalle tactile 11 permet de mesurer, récupérer et envoyer des données de positionnement sur un réseau vers le module de calcul 15. Le module de calcul 15 met en oeuvre le procédé selon l'invention et décrit ci-dessus. Le module de calcul 15 permet la réalisation d'une interface homme-machine. Le module de calcul 15 peut être une unité de commande électronique. Le dispositif d'affichage 17 peut être un transistor à couches minces (ou encore TFT pour l'anglais thin-film transistor), afficheur à cristaux liquides, afficheur à diodes électroluminescentes organiques (OLED). Un avantage lié à l'invention est de permettre la détection de glissés relatifs (c'est-à-dire une différence de position, par exemple pour une carte que l'on déplace), absolus (c'est-à-dire un déplacement d'un endroit à un autre de la dalle, par exemple un objet que l'on déplace sur la dalle et qui suit la pression exercée), des détections de trajectoires et/ou formes (cercle, V, chapeau, >, Revendications1. Procédé de correction de défauts d'enregistrement de données pour une dalle tactile (11) lorsqu'un opérateur exerce et déplace (El) une pression sur la dalle tactile (11), la pression engendrant les données et le déplacement définissant une trajectoire (3), caractérisé en ce qu'un module de calcul (15) effectue la correction (E7), quand la trajectoire est discontinue pour cause de défauts, et en particulier de défauts d'enregistrement, à partir d'au moins un des paramètres suivants : • une position de la pression ; • une vitesse du déplacement de la pression ; • une accélération du déplacement de la pression, la correction (E7) de la trajectoire discontinue (31) engendrant une trajectoire continue (3) qui correspond à la trajectoire discontinue (31) là où l'enregistrement de données a été effectif. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la correction (E7) est réalisée par une interpolation et une extrapolation des données pour obtenir la trajectoire continue (3). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'interpolation des données utilise un modèle choisi parmi le groupe suivant : modèles rectiligne, circulaire ou cycloïde. 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'interpolation des données utilise un nombre de points égale ou supérieur au nombre de points nécessaire et suffisant pour construire la trajectoire continue (3).25 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, dans le cas où l'interpolation des données utilise un nombre de points supérieur au nombre de points nécessaire et suffisant pour construire la trajectoire, l'interpolation doit minimiser un critère donné. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que si l'interpolation est réalisée par une droite, la somme des distances des points à la droite interpolée est minimisée. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que si l'interpolation est réalisée par un cercle, la somme des distances des points au cercle interpolé est minimisée. 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'interpolation est réalisée par la technique des moindres carrés ou des filtres de Kalman. 20 9. Procédé selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que l'extrapolation utilise les vitesses et accélérations de la pression pour déterminer la trajectoire continue (3) là où il y a défaut d'enregistrement. 25 10. Procédé selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que l'extrapolation utilise un modèle dans lequel une des dérivées successives par rapport au temps de la position est constante. 11. Écran tactile (1) comprenant une dalle tactile (11), un 30 calculateur (13) et un dispositif d'affichage (13), le calculateur (13) et15le dispositif d'affichage (13) étant en liaison avec un module de calcul (15) et le module de calcul (15) modifiant l'affichage apparaissant sur le dispositif d'affichage (13) à partir de données engendrées par la dalle tactile (11) et transmise par le calculateur (13) lorsqu'une pression est exercée et/ou déplacée sur celle-ci, caractérisé en ce que le module de calcul (15) met en oeuvre un procédé selon l'une des revendications 1 à 10. 12. Écran tactile selon la revendication 11, caractérisé en ce que le module de calcul (15) est une unité de commande électronique.