Brevet FR3009873A1 — publié le 20150227

PROCEDE ET DISPOSITIF D'ACTIVATION GESTUELLE DE COMMANDES DANS UN VEHICULE AUTOMOBILE L'invention a trait à la conduite des véhicules automobiles. Plus précisément, l'invention concerne l'activation de commandes au volant par un conducteur dans un véhicule automobile. On connaît de la demande de brevet américain US 2013/051072 (HYUNDAI) un système d'affichage tête haute avec des commandes de sélection au volant, ayant pour but de limiter les risques d'endormissement au volant en facilitant la sélection et l'affichage des commandes. Toutefois ce système présente un certain nombre d'inconvénients. Premièrement, il est de conception relativement complexe, le volant devant embarquer des boutons de sélection et le câblage associé. Il en résulte par ailleurs une augmentation du poids du volant (et donc du véhicule). Deuxièmement, ce système aboutit à certains effets contraires au but recherché : le conducteur doit en effet effectuer des nombreuses opérations de sélection au volant pour parvenir aux fonctions souhaitées, ce qui le distrait de sa conduite et augmente par conséquent les risques d'accident. Un premier objectif est de simplifier l'activation des commandes dans l'habitacle de véhicules automobiles. Un deuxième objectif est d'améliorer l'ergonomie des commandes. Un troisième objectif est d'améliorer la sécurité de conduite des véhicules automobiles. Un quatrième objectif est de simplifier la fabrication et l'implémentation des dispositifs d'activation des commandes. A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un procédé d'activation 30 de commandes par un conducteur dans un véhicule automobile comprenant un volant et un écran d'affichage tête haute, ce procédé comprenant les opérations suivantes : afficher sur l'écran d'affichage tête haute des images de commandes interactives d'équipements du véhicule, ces images 35 étant organisées en carrousel virtuel et étant chacune associée à au moins une fonction interactive activable par un geste manuel d'activation prédéterminé du conducteur sur le volant ; tant qu'aucun geste d'activation n'a été détecté, faire défiler les images au sein du carrousel pour les présenter successivement et individuellement au premier plan de l'écran ; dès lors qu'un geste d'activation est détecté, activer la fonction interactive associée à l'image située au premier plan de l'écran à l'instant de la détection. Le défilement automatique des images au sein du carrousel évite au conducteur de devoir forcer manuellement le défilement. Les gestes du conducteur (outre ceux nécessaires à la conduite) peuvent donc être limités à l'activation des fonctions interactives proposées, au bénéfice de l'ergonomie et de la sécurité du véhicule. Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : la détection des gestes d'activation est réalisée de manière optique ; le geste d'activation est le positionnement d'un doigt en regard d'une zone prédéterminée d'activation localisée sur le volant, et la détection du geste d'activation est réalisée au moyen d'une caméra pointant vers cette zone d'activation ; - plusieurs zones d'activation prédéterminées sont prévues sur le volant, et la détection du geste d'activation comprend une opération de sélection de la zone d'activation en regard de laquelle le doigt est positionné ; chaque zone d'activation est matérialisée sur le volant par un pictogramme fixé ou intégré au volant, ou projeté sur celui-ci en tant qu'image ; la détection des gestes d'activation est réalisée de manière sonore ; le geste d'activation est un tapotement d'au moins un doigt sur le volant, et la détection du geste d'activation est réalisée au moyen d'un capteur de chocs monté sur le volant ou à proximité de celui-ci. Il est proposé, en deuxième lieu, un dispositif d'activation de commandes par un conducteur dans un véhicule automobile comprenant un volant, ce dispositif comprenant un écran d'affichage tête haute, un capteur pour détecter un geste manuel d'activation prédéterminé du conducteur sur le volant, et un calculateur programmé pour : afficher sur l'écran d'affichage tête haute des images de commandes interactives d'équipements du véhicule, ces images étant organisées en carrousel virtuel et étant chacune associée à au moins une fonction interactive activable par un geste manuel d'activation ; tant qu'aucun geste d'activation n'a été détecté, faire défiler les images au sein du carrousel pour les présenter successivement et individuellement au premier plan de l'écran ; dès lors qu'un geste d'activation est détecté, activer la fonction interactive associée à l'image située au premier plan de l'écran à l'instant de la détection. Le capteur est par exemple une caméra pointant vers une zone d'activation prédéterminée localisée sur le volant. Il est proposé, en troisième lieu, un véhicule automobile comprenant un volant et un dispositif d'activation de commandes tel que présenté ci-dessus. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description d'un mode de réalisation, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective partielle d'un habitacle de véhicule automobile, équipé d'un dispositif d'activation de commandes au volant par le conducteur, équipé d'un écran d'affichage tête haute, avec en médaillon un détail du volant montrant des pictogrammes de sélection ; la figure 2 est une vue similaire à la figure 1, montrant une opération d'activation d'une fonction interactive associée à une image affichée au premier plan de l'écran d'affichage, par sélection d'une commande au volant ; la figure 3 est un schéma illustrant de manière synthétique l'architecture du dispositif d'activation. Sur la figure 1 est partiellement représenté un véhicule 1 automobile, et plus précisément un habitacle du véhicule 1, équipé d'un tableau 2 de bord et d'un volant 3 de direction. Pour des raisons de clarté, seule une partie de l'instrumentation est illustrée, les divers commodos, aérateurs, et autres commandes normalement rassemblées autour du poste de conduite (notamment sur la console centrale) étant volontairement occultés. L'habitacle est configuré pour permettre une activation de commandes (de conduite : choix d'un mode de transmission, affichage d'informations relatives à l'état du véhicule, etc., ou de confort : réglage du conditionnement d'air, activation du système de son, etc.) directement au volant 3 par le conducteur, sans que celui-ci soit contraint de lâcher le volant 3. Sur les figures 1 et 2, on n'a représenté du conducteur qu'une main 4 droite et une main 5 gauche, pour d'évidente raisons de clarté. Plus précisément, l'habitacle est configuré pour permettre une activation des commandes par un geste manuel d'activation prédéterminé du conducteur sur le volant 3. A cet effet, le véhicule 1 est équipé d'un dispositif 6 d'activation des commandes, qui comprend un écran 7 d'affichage tête haute, également dénommé HUD (acronyme de l'expression anglaise heads up display), et un capteur 8 pour détecter tout geste manuel d'activation prédéterminé du conducteur sur le volant 3. Selon un mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, l'écran 7 est monté sur le tableau 2 de bord, derrière le volant 3. Cette configuration est particulièrement avantageuse en raison de la facilité de lecture pour le conducteur, qui peut ainsi lire les informations affichées sur l'écran 7 sans devoir tourner la tête. En variante, l'écran 7 est monté de manière plus centrale pour permettre un partage des informations avec d'autres occupants du véhicule, mais cette configuration est moins avantageuse car elle contraint le conducteur à détourner les yeux de la route. Dans une autre variante possible, l'écran d'affichage se présente sous forme d'un film semi-réfléchissant monté sur une face interne du pare-brise à hauteur des yeux du conducteur et sur lequel les informations sont rétro-projetées au moyen d'un projecteur intégré au tableau de bord, par exemple dans une casquette d'instrumentation. Le dispositif 6 d'activation comprend un calculateur 9 central programmé pour assurer la gestion du dispositif 6, en particulier pour effectuer la détection d'une activation d'une commande, la sélection de celle-ci et le pilotage d'une (ou plusieurs) fonction(s) associée(s), telles que : mise en route, extinction, réglage. L'affichage sur l'écran 7 peut être piloté directement par le calculateur 9 central, mais, selon un mode préféré de réalisation illustré sur la figure 3, le dispositif 6 comprend un calculateur 10 secondaire, esclave du calculateur 9 central, et programmé pour piloter l'écran 7. L'affichage est paramétré (en pratique par programmation du calculateur 9 central ou du calculateur 10 secondaire) pour que les diverses fonctions soient intégrées au sein d'images 11 de commandes interactives des divers équipements du véhicule 1, et pour que ces images 11 soient organisées en un carrousel 12 virtuel. Les équipements, pilotés par fonction interactive, sont de type fonctionnel ou de confort, tel qu'un lève-vitre 13 électrique, un système 14 de ventilation ou un système 15 de son, et sont reliés au calculateur 9 central qui en assure le pilotage (cf. figure 3). Au moins l'un de ces équipements peut être un équipement externe (à l'habitacle), tel que le mécanisme d'essuie-glace ou le servo-moteur de réglage des rétroviseurs extérieurs. Il peut même s'agir d'un équipement d'une remorque (par exemple une caravane), tel qu'un volet d'aération équipé d'une commande à distance. Dans ce dernier cas, le terme « véhicule » désigne alors le système roulant dans son ensemble, y compris la remorque. Quant aux images 11 affichées sur l'écran 7, elles se présentent de préférence sous forme de simulations de panneaux de commande de ces équipements. Avantageusement, comme dans l'exemple illustré, le carrousel 12 se présente de manière tridimensionnelle, avec une image 11 située au premier plan (le panneau 01 sur la figure 1), et d'autres images 11 situées au second plan (les panneaux 02 et 06 sur la figure 1) et à l'arrière-plan (les panneaux 03, 04 et 05). Chaque image 11 est associée à au moins une fonction interactive activable par un geste d'activation prédéterminé, effectué par le conducteur. Selon un mode de réalisation préféré, la détection des gestes d'activation est réalisée de manière optique. Dans ce cas, le geste d'activation est, comme dans l'exemple illustré, le positionnement d'un doigt 16 en regard d'une zone 17 prédéterminée d'activation localisée sur le volant 3. Cette zone 17 est par exemple matérialisée sur le volant 3 par un pictogramme fixé ou intégré au volant 3, ou projeté sur celui-ci en tant qu'image au moyen d'un projecteur placé dans l'habitacle en regard du volant 3, par exemple sur une traverse 18 haute de pare-brise. Plusieurs zones 17 d'activation peuvent être prévues. Dans l'exemple illustré, trois zones 17 d'activation sont prévues (en l'espèce sur un côté droit d'une jante 19 du volant 3, au-dessus d'une jonction avec une branche 20 de liaison au moyeu, pour permettre une activation au pouce 16 de la main 4 droite), associée chacune à une fonction particulière, par ex. : SEL. commande la sélection d'un équipement (lève-vitre 13, ventilation 14 système 15 de son, GPS, etc.) associé à l'image 11 de premier plan du carrousel 12, ON commande la mise en route de l'équipement associé à l'image 11 de premier plan, OFF commande l'arrêt de l'équipement associé à l'image 11 de premier plan. On notera que diverses sous-rubriques peuvent être affichées après la sélection d'une image 11 au sein du carrousel 12, pour permettre au conducteur d'accéder à diverses fonctions interactives (variation de température ou de puissance de la ventilation, sélection d'un mode ou variation du volume au sein du système de son, choix d'un itinéraire dans le GPS, etc.). Dans ce cas les fonctions interactives peuvent être sélectionnées et activées manuellement de la même manière que les panneaux de commande au sein du carrousel 12. D'autres zones d'activation peuvent être prévues (par exemple du côté gauche de la jante 19 pour une activation au pouce de la main 5 gauche). Dans l'exemple illustré, le mode de sélection est relativement simple : il s'effectue par survol ou toucher (en l'espèce du pouce 16) de la zone 17 d'activation souhaitée. Lorsque le pouce 16 est éloigné des pictogrammes, aucune sélection n'est prise en compte, et aucune nouvelle fonction interactive n'est activée. Tant qu'aucun geste d'activation n'a été détecté, le calculateur 9 (ou le calculateur 10) fait défiler les images 11 au sein du carrousel 12 pour les présenter successivement et individuellement au premier plan de l'écran 7. Comme nous l'avons vu, sur la figure 1 le panneau 01 est affiché au premier plan, les panneaux 02 à 06 apparaissant au deuxième plan ou à l'arrière-plan. En revanche, dès lors que le pouce 16 du conducteur est détecté comme se trouvant en regard d'une zone 17 d'activation pendant une durée dépassant un seuil prédéterminé (par exemple 0,5 seconde), ce geste est assimilé par le dispositif 6 (et plus précisément par le calculateur 9 central) à un geste d'activation. Le dispositif 6 active alors la fonction interactive associée à l'image 11 située au premier plan du carrousel 12 à l'instant de la détection. Cette sélection est illustrée sur la figure 2, où le pouce 16 se trouve en regard de la zone 17 marquée SEL. Ce geste est interprété par le calculateur 9 comme une sélection de l'image 11 de premier plan du carrousel 12 (en l'espèce le panneau 03). Pour confirmer la sélection de l'image 11 de premier plan, le calculateur 9 central immobilise le carrousel 12 et modifie l'aspect de cette image 11 par rapport aux autres, par exemple, de manière classique, au moyen d'une mise en surbrillance ou, comme dans l'exemple illustré, d'un encadré. Selon un mode préféré de réalisation, le capteur 8 est une caméra montée dans l'habitacle, pointant vers la (ou les) zone(s) 17 d'activation, et dont le champ (matérialisé par des traits pointillés sur la figure 2) englobe celle(s)-ci. Dans l'exemple illustré, la caméra 8 est montée sur une traverse 18 haute de pare-brise, mais cette caméra 8 peut être montée sur tout support approprié (par exemple le pavillon de toit ou encore un brancard latéral) dès lors que son champ englobe la (ou les) zone(s) 17 d'activation. Dans certains cas, la caméra 8 peut être montée sur (ou intégrée dans) un rétroviseur central, lorsque celui-ci est suffisamment reculé pour visualiser la face avant du volant 3. La caméra 8 est reliée au calculateur 9 central, qui en reçoit les images dont il procède à l'analyse pour y détecter en temps réel tout geste d'activation du conducteur. En variante, aucune zone particulière d'activation n'est prévue, et le geste d'activation est un mouvement prédéterminé des doigts ou de la main du conducteur (tel qu'un glissement de la main sur la jante d'un angle prédéterminé, dans un sens également prédéterminé : par exemple 45° dans le sens horaire, le volant 3 demeurant immobile, ce que le calculateur 9 central peut détecter grâce à un codeur angulaire associé à la colonne de direction). Ce geste est filmé par la caméra 8 et interprété par le calculateur 9 central comme un geste d'activation. Dans une autre variante, le geste d'activation est la présence de la main ou d'au moins un doigt dans une zone prédéterminée à l'arrière du volant 3, en regard d'un capteur de présence, par exemple infrarouge. Une temporisation est de préférence programmée dans le calculateur 9 central pour éviter toute sélection intempestive. Par exemple, un temps de présence du doigt 16 en regard d'une zone 17 d'activation supérieur à 0,5 seconde est interprété par le calculateur 9 central comme un geste d'activation. Dans un autre mode de réalisation, la détection des gestes d'activation est réalisée de manière sonore. Dans ce cas, le geste d'activation est par exemple un (ou plusieurs) tapotement(s) d'un (ou plusieurs) doigt(s), et le capteur est un capteur de chocs monté sur le volant (ou à proximité de celui-ci). Une ou plusieurs séquence(s) de tapotements peut (peuvent) être programmée(s) selon les fonctions visées. De même, l'intensité du (ou des) tapotement(s) peut être prise en compte, de sorte à discriminer les tapotements d'activation des tapotements usuels, qui doivent être ignorés pour éviter toute sélection non désirée. Le dispositif 6 d'activation (et son mode de fonctionnement) offre les avantages suivants. Premièrement, sa mise en oeuvre est relativement simple, en particulier par comparaison avec des systèmes de mesure de la direction du regard, plus complexes. En particulier, la programmation du calculateur 9 n'offre pas de difficulté particulière, compte tenu du faible nombre de paramètres à prendre en compte (essentiellement la position de tout ou partie de la main). Deuxièmement, le mode de détection par gestes du conducteur permet au constructeur de s'affranchir d'une intégration de commandes actives au volant 3. Dans le mode préféré de réalisation, les zones 17 de détection sont en effet complètement passives, puisque se présentant sous forme de pictogrammes gravés ou rapportés. Il en résulte une simplification de la construction (et une réduction du poids) du volant. Troisièmement, le dispositif 6 est fiable car indépendant des conditions de roulage (en particulier de luminosité) ou comportementales (typiquement le port de lunettes par le conducteur). Quatrièmement, ce dispositif 6 offre une bonne ergonomie. En 5 particulier, le défilement automatique des images 11 au sein du carrousel évite au conducteur de devoir forcer manuellement le défilement : il lui suffit d'attendre que la bonne image se présente au premier plan. Cette qualité est particulièrement avantageuse en conduite nocturne, où le conducteur doit concentrer sa vigilance sur la 10 conduite. Par ailleurs, pour permettre une personnalisation des fonctions interactives, le dispositif 6 peut comprendre une interface 21 de programmation, reliée au calculateur 9 central, et qui peut être intégrée physiquement à une console centrale du tableau 2 de bord. 15 REVENDICATIONS1. Procédé d'activation de commandes par un conducteur dans un véhicule (1) automobile comprenant un volant (3) et un écran (7) 5 d'affichage tête haute, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes : afficher sur l'écran (7) d'affichage tête haute des images (11) de commandes interactives d'équipements du véhicule (1), ces images (11) étant organisées en carrousel (12) virtuel et étant chacune 10 associée à au moins une fonction interactive activable par un geste manuel d'activation prédéterminé du conducteur sur le volant (3) ; tant qu'aucun geste d'activation n'a été détecté, faire défiler les images (11) au sein du carrousel (12) pour les présenter successivement et individuellement au premier plan de l'écran (7) ; 15 dès lors qu'un geste d'activation est détecté, activer la fonction interactive associée à l'image (11) située au premier plan de l'écran (7) à l'instant de la détection. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détection des gestes d'activation est réalisée de manière optique. 20 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le geste d'activation est le positionnement d'un doigt (16) en regard d'une zone prédéterminée d'activation localisée sur le volant (3), et la détection du geste d'activation est réalisée au moyen d'une caméra (8) pointant vers cette zone d'activation. 25 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que plusieurs zones (17) d'activation prédéterminées sont prévues sur le volant (3), et la détection du geste d'activation comprend une opération de sélection de la zone (17) d'activation en regard de laquelle le doigt (16) est positionné. 30 5. Procédé selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que chaque zone (17) d'activation est matérialisée sur le volant (3) par un pictogramme fixé ou intégré au volant (3), ou projeté sur celui-ci en tant qu'image. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la 35 détection des gestes d'activation est réalisée de manière sonore. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le geste d'activation est un tapotement d'au moins un doigt sur le volant, et la détection du geste d'activation est réalisée au moyen d'un capteur de chocs monté sur le volant ou à proximité de celui-ci. 8. Dispositif (6) d'activation de commandes par un conducteur dans un véhicule (1) automobile comprenant un volant (3), ce dispositif comprenant un écran (7) d'affichage tête haute et un capteur (8) pour détecter un geste manuel d'activation prédéterminé du conducteur sur le volant (3), ce dispositif (6) étant caractérisé en ce qu'il comprend un calculateur (9) programmé pour : afficher sur l'écran (7) d'affichage tête haute des images (11) de commandes interactives d'équipements du véhicule (1), ces images (11) étant organisées en carrousel (12) virtuel et étant chacune associée à au moins une fonction interactive activable par un geste manuel d'activation ; tant qu'aucun geste d'activation n'a été détecté, faire défiler les images (11) au sein du carrousel (12) pour les présenter successivement et individuellement au premier plan de l'écran (7) ; dès lors qu'un geste d'activation est détecté, activer la fonction interactive associée à l'image (11) située au premier plan de l'écran (7) à l'instant de la détection. 9. Dispositif (6) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le capteur (8) est une caméra pointant vers une zone (17) d'activation prédéterminée localisée sur le volant (3). 10. Véhicule (1) automobile comprenant un volant (3) et un dispositif (6) d'activation de commandes selon la revendication 8 ou la revendication 9.