Brevet FR3009114A1 — publié le 20150130

DP-320943 Agencement de sécurité active DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un système de mesure de détection d'un état anormal par la mesure du rythme cardiaque d'un conducteur de véhicule. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Une méthode de mesure basée sur l'amplification d'un signal vidéo et la détection par caméra du rythme cardiaque a été développée par le MIT et été publiée sous le titre « Eulerian Video Magnification for Revealing Subtle Changes in the World ». Elle consiste à détecter les variations de rythme cardiaque par la mesure de changement de couleur du visage d'une personne dû à l'afflux de sang au visage. Par ailleurs la surveillance de personnes requiert des moyens de contact qui peuvent gêner la personne. RESUME DE L'INVENTION La présente invention vise à résoudre le problème de détection d'un malaise, d'un état anormal d'une personne dans la conduite d'un véhicule par la mesure de sa fréquence cardiaque et la détection d'un franchissement d'un seuil. Un agencement comprend un moyen de surveillance de la fréquence cardiaque d'une personne, un moyen d'analyse et de décision et un moyen d'action. L'agencement se caractérise en ce que le moyen de surveillance est sans contact avec la personne. De plus l'agencement dans lequel le moyen de surveillance de la personne comprend une caméra orientée vers une partie dénudée du corps de la personne, par exemple vers le visage ou la main, et l'agencement transmet au moyen de décision et d'analyse un premier signal correspondant à l'image de la partie du corps observée. En outre le moyen d'analyse et de décision comprend un traitement d'image du premier signal et il détermine la fréquence cardiaque du conducteur.35 Le moyen d'analyse et de décision compare la fréquence cardiaque de la personne à un seuil d'alerte. De plus le moyen d'analyse et de décision compare la fréquence cardiaque de la personne à un seuil d'alerte haut et à un seuil d'alerte bas, les deux seuils définissant entre elles une étendue correspondant à un état normal de la personne. D'autre part le moyen d'action et de décision envoie un signal de commande vers le moyen d'action dès lors que la fréquence cardiaque a franchi le seuil. Le moyen d'action comprend un moyen d'alerte sensoriel. En outre l'agencement surveille un conducteur de véhicule, le moyen d'action comprend un dispositif de contrôle d'au moins une fonction du véhicule. L'invention est également relative à un kit de surveillance d'une personne, le kit comprenant un moyen de surveillance, un moyen d'analyse et de décision, les deux moyens pouvant être intégrés ensemble et de plus un moyen de communication permettant de transmettre un signal vers un dispositif annexe. Dans une application particulière du kit de surveillance, la personne est un conducteur de véhicule et ledit dispositif annexe est un actionneur du véhicule. De plus le kit peut comprendre un moyen d'alerte coopérant avec les moyens d'analyse et de décision. De plus le kit dans lequel les moyens sont agencés dans un boitier unique, le moyen d'action étant un dispositif d'alarme 20 sensorielle. L'invention est également relative à un Procédé de sécurité active comprenant les étapes suivantes : - pourvoir un agencement réalisé comme décrit précédemment, - orienter la caméra vers le conducteur de sorte à générer une image du 25 visage ou de la main de la personne, - transmettre l'image au dispositif d'analyse et de décision, - analyser l'image pour déterminer la fréquence cardiaque de la personne, - comparer la fréquence cardiaque à un seuil d'alerte, - activer le moyen d'action si la fréquence cardiaque franchit le seuil 30 d'alerte. En outre le procédé comprend de plus l'étape suivante : - étalonner le système et figer le seuil d'alerte en fonction des premières mesures effectuées. L'invention est enfin relative à un Logiciel applicatif téléchargeable dans un dispositif électronique qui est pourvu d'une caméra et d'un moyen d'alarme, tel un téléphone portable ou une tablette électronique. Le logiciel peut exécuter un procédé comme décrit plus haut. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES Un mode de réalisation d'un dispositif de sécurité active dans un véhicule est maintenant décrit. La sécurité active est l'ensemble des éléments liés au véhicule ainsi qu'aux gens et à l'environnement qui, par leur présence ou leur fonctionnement, peuvent éviter qu'un accident ne se produise. Elle est donc en action avant l'accident. La présente invention permet de repérer et d'agir lorsque l'état d'un conducteur devient anormal. Un conducteur dans un état normal est un conducteur éveillé et alerte et, un conducteur dans un état anormal est un conducteur assoupi, somnolent ou au contraire excité, énervé voire sous l'emprise de l'alcool. Le dispositif de sécurité active de l'invention comprend un moyen de surveillance d'une partie dénudée du corps, notamment la main ou le visage du conducteur d'un véhicule, comme par exemple une caméra. La caméra est agencée dans l'habitacle, comme par exemple dans le volant, sur la planche de bord, le rétroviseur ou le plafonnier de sorte à visualiser le conducteur à son poste de conduite. La caméra enregistre en continue l'image du conducteur. Le dispositif de sécurité active comprend également un calculateur qui est un moyen d'analyse et de décision. Le calculateur est agencé dans le véhicule afin de pouvoir traiter les images qui proviennent de la caméra en continu. Le signal de la caméra est traité et ainsi la fréquence cardiaque est mesurée. Cette fréquence cardiaque est comparée en permanence avec un seuil critique prédéterminé. Le seuil correspond à la limite entre un état normal du conducteur et un état anormal du conducteur. Si le seuil est dépassé, le calculateur envoie un signal de commande vers un moyen d'alarme sensoriel. Le dispositif comprend de plus un moyen d'action agencé dans le véhicule. Le moyen d'action est composé d'actionneurs sensoriels, comme des lampes diodes électroluminescentes (LED) qui sont positionnées dans le champ de vision du conducteur et des éventuels passagers qui peuvent si nécessaire relayer l'alerte auprès du conducteur. L'alarme visuelle peut être utile pour les personnes malentendantes ou qui portent des écouteurs et écoutent de la musique. L'actionneur peut également être une alarme sonore qui, à l'instar d'un réveil matin, émet un son d'intensité progressive. L'alarme sensorielle peut être également un vibreur installé dans le volant ou le siège qui, à l'instar des vibreurs d'autoroute alertent le conducteur s'écartant de sa voie. Ces moyens d'alerte peuvent bien sûr être combinés pour prévenir le conducteur au moyen d'un signal lumineux, d'une alarme sonore et d'une vibration. Dans un deuxième mode de réalisation maintenant décrit ne seront mentionnées que les différences avec le premier mode. Le moyen d'alerte est remplacé par un moyen d'action directe qui agit sur une fonction du véhicule. Par exemple, lorsque la fréquence cardiaque franchit le seuil, un actionneur durcit la direction de sorte à maintenir le véhicule en ligne droite. Il peut également agir sur la gestion du moteur, par exemple lentement ralentir le véhicule. Il peut également allumer les feux de détresse, ou encore repérer, au moyen d'autres caméras, la position sur la route, lentement amener le véhicule sur le bas-côté de la route et l'arrêter. Un troisième mode de réalisation comprend à la fois le moyen d'alarme du premier mode et le moyen d'action du deuxième mode. Le dispositif comprend un moyen d'alerte, alarme, LED, vibreur ainsi que l'actionneur freinage ou colonne de direction. Dans ce mode de réalisation, le calculateur qui repère un franchissement du seuil critique envoie dans un premier temps le signal d'alerte vers les différentes alarmes sensorielles. Si, après un laps de temps de quelques secondes, la fréquence cardiaque reste au-delà du seuil critique alors, dans un deuxième temps, le calculateur envoie un signal d'action vers les actionneurs freinage colonne de direction, phares... Dans une alternative au troisième mode, l'envoi des signaux d'alertes et d'actions sont simultanés. Cette alternative peut être mise en oeuvre si le franchissement du seuil est soudain, caractéristique d'un changement d'état très rapide du conducteur. Un quatrième mode de réalisation d'un dispositif de sécurité active est maintenant décrit. Dans ce mode l'état normal est délimité par un seuil critique haut et un seuil critique bas. Au-delà du seuil critique haut la fréquence cardiaque est symptomatique d'un état surexcite voire d'une maladie. En deçà du seuil critique bas la fréquence cardiaque est symptomatique d'un endormissement ou d'un malaise. Dès lors que le calculateur repère le franchissement de l'un quelconque des seuils, il envoie le signal d'alerte et d'action comme décrit dans les modes précédents. Dans les modes de réalisation précédents l'ensemble des fréquences cardiaques représentant l'état normal a une étendue très large, les seuils sont donc éloignés les uns des autres. Dans un cinquième mode de réalisation, le calculateur comprend un dispositif de reconnaissance du conducteur. Le dispositif de reconnaissance comprend une base de données dans laquelle les visages de personnes sont appairées avec la fréquence cardiaque normale de la personne. Lorsque le conducteur s'installe dans le véhicule, la caméra le filme et le calculateur compare le visage filmé aux visages de la base de données et, si le conducteur est reconnu, le calculateur ajuste le seuil critique à la valeur correspondante à ce conducteur. Ceci est plus précis que dans les modes de réalisation précédents car ce mode tient compte de la variabilité inter personnel alors que dans les modes précédents l'étendue de l'état normal n'est pas ajustée. Alternativement le conducteur peut être reconnu par exemple en entrant un code ou un identifiant quelconque enregistré dans la base de données. Ce mode est particulièrement intéressant pour les flottes de véhicules, compagnies de bus, de transporteurs, dans lequel un véhicule peut être conduit par plusieurs personnes différentes bien identifiées. Le calculateur reconnait le chauffeur et se calibre immédiatement en ajustant le seuil critique à la valeur correspondante à l'état normal du conducteur. Un autre avantage de ce mode de réalisation est que la surveillance commence à la prise en main du véhicule. Un conducteur trop fatigué ou bien hyper excité sera reconnu et le calculateur peut par exemple lui interdire de démarrer son véhicule. Dans un mode complémentaire au cinquième mode de réalisation le calculateur comprend un module d'apprentissage. A l'instant de la prise en main du véhicule par un nouveau conducteur inconnu de la base de données le seuil critique est placé par défaut de manière très large, en supposant que ce conducteur est dans un état normal. Ensuite dans la première minute de conduite, le système s'ajuste en fonction des mesures réalisées. De plus ses données de fréquences cardiaques peuvent être appairées au visage du conducteur afin d'être mémorisées dans la base de données pour qu'à partir de cette première utilisation il soit reconnu. Ce module d'apprentissage est particulièrement intéressant par exemple pour les loueurs de véhicules. Selon une première version du dispositif et quel que soit le mode de réalisation choisi, le dispositif peut équiper un véhicule neuf en étant directement installé en première monte. Dans une autre version, le dispositif peut être installé en seconde monte et donc faire l'objet d'un kit d'après-vente. Un premier kit ne comprend qu'une caméra et un calculateur. Le calculateur peut être intégré à la caméra pour former une caméra dite intelligente, La camera intelligente est placée dans le véhicule et mise en communication, au moyen de liaison avec ou sans fil, avec les actionneurs du véhicule avertisseurs, éclairages, freinage, direction. Un second kit comprend en un seul boitier la camera, le calculateur et le moyen d'alarme. Cet ensemble intégré peut être autonome ou bien ajouté à un système existant tel un système GPS. Un troisième kit ne comprend qu'un logiciel applicatif pouvant être téléchargé dans un téléphone intelligent « smartphone » ou une tablette électronique. Cet appareil possède déjà une caméra, un calculateur suffisant pour réaliser les analyses et le traitement et un moyen d'alarme. Cette invention a été décrite dans un environnement automobile mais peut être également utilisée pour surveiller une autre personne que le conducteur, comme par exemple, un malade dans un hôpital, un conducteur de train, un pilote d'avion, un contrôleur aérien, etc... Les séquences d'un mode de fonctionnement du dispositif sont maintenant décrites : - filmer le visage ; - enregistrer le signal vidéo ; - comparer le visage avec ceux mémorisés dans une base de données ; si la personne est reconnue, ajuster le seuil d'alerte du dispositif aux données mémorisées dans la base de données. si la personne n'est pas reconnue, le dispositif commence à opérer sans aucun seuil. Le dispositif s'auto calibre en acquérant les données correspondant à la personne. Alternativement un seuil peut être choisi en englobant la quasi-totalité de la population, 99,99% soit 6 sigma de la loi normale. Dans un autre mode alternatif le seuil peut être légèrement resserré englobant toujours une large partie de la population, 99,97 % soit 3 sigma, - surveiller la fréquence cardiaque de la personne en continue. Si la fréquence observée correspond à l'état normal du conducteur, le dispositif poursuit la surveillance. Si par contre la fréquence observée franchit le seuil, alors un signal d'alerte est envoyé aux moyens d'alarme. Selon le mode de réalisation choisi, le processus peut être complété de la manière suivante : si la fréquence cardiaque demeure au-delà du seuil pendant un laps de temps, par exemple quelques secondes, alors le calculateur envoie un signal de prise de contrôle vers les actionneurs, durcissement de la direction, freinage. REVENDICATIONS1. Agencement comprenant un moyen de surveillance de la fréquence cardiaque d'une personne, un moyen d'analyse et de décision caractérisé en ce 5 qu'il comprend en outre un moyen d'action et en ce que le moyen de surveillance est sans contact avec la personne. 2. Agencement selon la revendication précédente, dans lequel le moyen de surveillance de la personne comprend une caméra orientée vers une partie 10 dénudée du corps de la personne, par exemple vers le visage ou la main, et transmettant au moyen de décision et d'analyse un premier signal correspondant à l'image de la partie du corps observée. 3. Agencement selon la revendication 2 dans lequel le moyen d'analyse et 15 de décision comprend un traitement d'images du premier signal et détermine la fréquence cardiaque de la personne. 4. Agencement selon la revendication 3 dans lequel le moyen d'analyse et de décision compare la fréquence cardiaque de la personne à un seuil d'alerte. 5. Agencement selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4 dans lequel le moyen d'analyse et de décision compare la fréquence cardiaque de la personne à un seuil d'alerte haut et à un seuil d'alerte bas, les deux seuils définissant entre eux une étendue correspondant à un état normal de la personne. 6. Agencement selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5 dans lequel le moyen d'action et de décision envoie un signal de commande vers le moyen d'action dès lors que la fréquence cardiaque a franchi le seuil. 30 7. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le moyen d'action comprend un moyen d'alerte sensoriel. 20 25 8. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'agencement est intégré à un véhicule et surveille le conducteur du véhicule, le moyen d'action comprenant un dispositif de contrôle d'au moins une fonction du véhicule. 9. Kit de surveillance d'une personne comprenant un moyen de surveillance, un moyen d'analyse et de décision, les deux moyens pouvant être intégrés ensemble et un moyen de communication permettant de transmettre un signal vers un dispositif annexe. 10. Kit de surveillance selon la revendication 9 dans lequel la personne est un conducteur de véhicule et ledit dispositif annexe est un actionneur du véhicule. 11. Kit selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10 dans lequel le 15 dispositif annexe comprend un moyen d'alerte coopérant avec les moyens d'analyse et de décision. 12. Kit selon la revendications 11 dans lequel les moyens sont agencés dans un boitier unique, le moyen d'alerte étant un dispositif d'alarme sensorielle. 20 13. Procédé de sécurité active comprenant les étapes suivantes : - pourvoir un agencement réalisé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, - orienter la caméra vers le conducteur de sorte à générer une image du 25 visage ou de la main de la personne, - transmettre l'image au dispositif d'analyse et de décision, - analyser l'image pour déterminer la fréquence cardiaque de la personne, - comparer la fréquence cardiaque à un seuil d'alerte, - activer le moyen d'action si la fréquence cardiaque franchit le seuil 30 d'alerte. 10 14. Procédé selon la revendication 13, comprenant de plus l'étape suivante :- étalonner le système et figer le seuil d'alerte en fonction des premières mesures effectuées. 15. Programme d'ordinateur applicatif téléchargeable comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé selon la revendication 13 ou 14 lorsque ledit programme est exécuté sur un appareil électronique.