Brevet FR3000243A1 — publié le 20140627

-1- Module d'interface La présente invention concerne un module d'interface, en particulier pour l'habitacle d'un véhicule automobile et le contrôle 5 de fonctions de ce dernier, en particulier à capteur de geste pour la détection et l'interprétation à distance d'un geste de l'utilisateur. Pour le contrôle des fonctions d'un véhicule telles que l'assistant de navigation, l'illumination de l'habitacle, l'air conditionné ou l'autoradio, il est connu d'utiliser des modules 10 d'interface utilisant un capteur de geste. Afin d'augmenter le nombre de fonctions contrôlées par un module d'interface, il est connu de combiner dans un même module d'interface un capteur de geste et un capteur d'appui tel qu'une surface tactile. Cependant, des conflits sont susceptibles de survenir entre les 15 gestes à interpréter pour l'exécution d'une commande associée et les mouvement d'approche de l'utilisateur pour appuyer sur le capteur d'appui ou de retrait suite à un tel appui. Afin de répondre au moins partiellement aux besoins précédemment mentionnés, l'invention a pour objet un module d'interface, 20 comprenant : - un capteur de geste, apte à détecter et interpréter l'exécution d'un geste par un utilisateur dans un espace de détection, BRT1105 - SFR5310 -2- - un capteur d'appui apte à détecter un appui de l'utilisateur, - une unité de contrôle configurée pour exécuter au moins une commande en fonction du geste détecté et interprété, dans lequel : - le capteur de geste est configuré pour détecter si le geste est effectué en position distale ou proximale par rapport à une distance de geste définissant une frontière de geste entre une zone active et une zone morte, - et en ce que l'unité de contrôle est configurée pour ignorer au moins partiellement un geste détecté s'il est exécuté au moins partiellement dans la zone morte ledit geste étant alors interprété comme un mouvement d'approche pour appuyer sur le capteur d'appui. L'introduction de la zone morte permet de différencier les 15 gestes à associer à l'exécution d'une commande et les gestes d'approche ou de retrait suite à un appui. Le module d'interface peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques, prises seules ou en combinaison. L'unité de contrôle est configurée pour décomposer le geste en 20 mouvements élémentaires et pour ignorer les mouvements élémentaires exécutés dans la zone morte. Ce mode de traitement permet de garder un maximum de gestes valides L'unité de contrôle est configurée pour ignorer totalement ledit BRT1105 - SFR5310 -3- geste si celui-ci est au moins partiellement exécuté dans la zone morte. L'unité de contrôle est configurée pour introduire un temps de latence entre la détection d'un geste et l'exécution de la commande associée, et lorsque les moyens de positionnement détectent un geste dans la zone morte, les commandes associées à des gestes détectés et non encore exécutées sont annulées. Le temps de latence permet d'écarter encore plus de gestes d'approche potentiels. L'unité de contrôle est configurée pour que, lorsque le capteur 10 de geste détecte un passage de la zone morte à la zone active de l'élément de commande, les gestes détectés par le capteur de geste soient ignorés pendant un second temps de latence. La distance de geste est d'environ dix à cinquante millimètres. Cet ordre de grandeur contient la plupart des gestes de retrait et 15 d'approche tout en permettant de garder le plus grand espace de détection de geste actif. Une partie du capteur de geste est configurée pour former un capteur de proximité, ledit capteur de proximité étant configuré pour détecter si le geste est effectué en position distale ou proximale par 20 rapport à la distance de geste. Le capteur de proximité est potentiellement plus rapide pour acquérir la position d'exécution du geste. L'unité de contrôle est reliée à des capteurs environnementaux et est configurée pour modifier la position de la frontière de geste 25 en fonction d'un signal émanant des capteurs environnementaux. Ceci BRT1105 - SFR5310 -4- permet une gestion en temps réel et intelligente des zones en fonction des situations de conduite (haute vitesse, nuit, fatigue du conducteur, etc.). Les capteurs environnementaux comportent l'un au moins des 5 éléments suivants : un capteur de vitesse de déplacement d'un véhicule, un capteur de direction du regard de l'utilisateur, un capteur de luminosité ambiante, un accéléromètre. Il comporte une pluralité de modules de capteurs, comprenant chacun au moins un capteur de geste est configuré pour détecter si le 10 geste est effectué en position distale ou proximale par rapport à une distance de geste définissant une frontière de geste entre une zone active et une zone morte, lesdits modules de capteurs étant orientés selon des axes différents. Ceci permet une gestion de la zone morte en trois dimensions. 15 Il est destiné à être intégré dans un habitacle de véhicule automobile et il comporte deux modules de capteurs, dont l'un des axes est orienté en direction d'un conducteur du véhicule, et le second axe est orienté en direction d'un passager du véhicule. Cet exemple de géométrie 3D est ergonomique pour habitacle de véhicule, avec un 20 minimum de matériel impliqué. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : 25 - la figure 1 montre schématiquement un module d'interface selon un BRT1105 - SFR5310 -5- premier mode de réalisation de l'invention, la figure 2 montre un découpage en zones de l'espace de détection au moyen du module d'interface de la figure 1, - la figure 3 montre un module de capteurs pour l'utilisation dans un module d'interface selon l'invention, la figure 4 montre schématiquement un module d'interface comportant une pluralité de modules de capteurs. Sur toutes les figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments. En figure 1 est montré de façon schématique un module d'interface selon un mode de réalisation particulier de l'invention. Le module d'interface 1 comporte ici un capteur d'appui 3, ici une surface tactile transparente et placée sur un écran d'affichage 5. Ledit capteur d'appui 3 est configuré pour détecter un appui d'un utilisateur dans le cadre de la navigation dans un menu affiché sur l'écran d'affichage 5, en particulier pour le contrôle de fonctions du véhicule, telles que l'air conditionné, un autoradio et/ou l'assistance de navigation. La surface tactile peut par exemple être une surface tactile 20 résistive ou capacitive, et l'écran un écran d'affichage à cristaux liquide ou diodes électroluminescentes. En alternative, le capteur d'appui 3 peut être un capteur capacitif, auquel cas l'écran d'affichage 5 est soit situé ailleurs BRT1105 - SFR5310 -6- que derrière le capteur d'appui 3 qui est alors opaque, soit inexistant. Dans ce qui suit, les qualités de distal et proximal sont évaluées par rapport au module d'interface 1, en particulier à la 5 surface qu'il présente à l'utilisateur, et à l'axe dirigé par une normale à cette surface. Le module d'interface 1 comprend en outre un capteur de geste 7. Ce capteur de geste 7 est disposé de sorte à détecter un élément de commande 44 tel qu'une partie du corps de l'utilisateur (en 10 particulier sa main ou une partie de sa main) ou un ustensile formant repère (par exemple un stylet avec une surface réfléchissante ou un émetteur lumineux), entrant dans un espace de détection E situé en vis-à-vis de la surface tactile 3 et y exécutant un mouvement correspondant à un geste spécifique, tel qu'un balayage, une rotation 15 ou un pointage du doigt. Le capteur de geste 7 est en particulier configuré pour détecter l'exécution d'un geste par l'utilisateur dans ledit espace de détection E en vis-à-vis de la surface tactile 3. Le capteur peut en particulier être configuré pour capturer et analyser des champs de 20 vecteurs correspondant au déplacement dudit élément entre deux captures d'image rapprochées dans le temps, et pour évaluer des propriétés dudit geste, par exemple sa position, la forme et la posture de l'élément l'exécutant, ou la vitesse d'exécution. Le capteur de geste 7 peut notamment comporter une pluralité de 25 diodes infra-rouge, émettant un signal pulsé, et des matrices de BRT1105 - SFR5310 -7- capteurs CCD (dispositifs à transfert de charge) pour l'acquisition d'images. Ledit capteur de geste 7 est en particulier configuré pour détecter si l'exécution du geste a lieu en position distale ou proximale par rapport à une distance de geste, d'environ dix à cinquante millimètres, paramétrable définissant une frontière de geste F2 (voir figure 2), qui prend ici la forme d'un plan sensiblement parallèle à la surface tactile 3. Les capteurs 7 et 3 ainsi que l'écran 5 sont reliés à une unité de contrôle 11 qui en contrôle le fonctionnement. Celle-ci peut notamment comprendre tout ou partie des moyens de traitement d'image utilisés pour détecter, analyser et positionner le geste et/ou l'élément de commande M. En particulier, l'unité de contrôle 11 est configurée pour exécuter des commandes spécifiques en fonction des propriétés du geste analysé.Dans l'exemple en figure 1, l'unité de contrôle est reliée à des capteurs environnementaux 13, qui mesurent ou détectent des paramètres du véhicule, du conducteur et/ou de l'environnement extérieur, afin d'adapter les commandes aux paramètres mesurés ou détectés. Les capteurs environnementaux 13 peuvent par exemple comporter un capteur de la vitesse du véhicule, un capteur de luminosité intérieure et/ou extérieure, un capteur de la direction du regard de l'utilisateur, un accéléromètre. Enfin l'unité de contrôle 11 peut prendre en compte les tâches BRT1105 - SFR5310 -8- en cours dans le module d'interface 1, et la valeur des vecteurs de déplacement de l'élément mesurés par le capteur de geste 7, pour ajuster la largeur des zones aux temps d'éveil et d'activation des éléments précédemment mentionnés et à la vitesse de l'élément détecté. L'unité de contrôle 11 peut aussi prendre en compte des événements entrants tels qu'un appel téléphonique, un signal radio (flash informatif ou rapports d'état des routes) ou autres. En figure 1, les capteurs de geste 7 et d'appui 3 sont représentés groupés au sein d'un module de capteurs 15. La figure 2 illustre le fonctionnement du capteur de geste 7. En figure 2 est représenté le module de capteurs 15, à partir duquel s'étend l'espace de détection E jusqu'à une certaine distance définissant une frontière distale F1, ici plane, et au delà de laquelle les gestes ne sont plus détectés ou interprétés. Cette distance correspond soit à la limite physique de détection imposée par le capteur de geste 7, par exemple du fait de la sensibilité des capteurs optiques et de la puissance des diodes infrarouge, soit à une limitation artificielle au moyen de seuils de détection paramétrés via l'unité de contrôle 11 afin de limiter la prise en compte de signaux parasites. Le capteur de geste 7 est en outre configuré pour détecter si le geste est effectué en position distale ou proximale par rapport à une distance paramétrable, en particulier par l'unité de contrôle 11, définissant une frontière de geste F2. BRT1105 - SFR5310 -9- Dans ce mode de réalisation, l'unité de contrôle 11 est en particulier configurée pour isoler une position d'exécution du geste au moyen du capteur de geste 7 et pour positionner ladite position d'exécution isolée par rapport à la distance paramétrable définissant la frontière de geste F2. Cette frontière de geste F2 sépare l'espace de détection E en une zone morte zm; située entre le capteur d'appui 3 et ladite frontière de geste F2, et une zone active za, située entre ladite frontière F2 et la frontière distale Fi. Indépendamment de l'interprétation des propriétés du geste détecté (forme, direction, vitesse d'exécution), le capteur de geste 7 est configuré de sorte à se trouver dans un des trois états suivant : - 0, correspondant à l'absence de geste exécuté dans l'espace de détection E, - D, correspondant à la détection de l'exécution d'un geste dans la zone active za, - P, correspondant à la détection de l'exécution d'un geste dans la zone morte za La frontière de geste F2 peut être déplacée, en particulier par 20 l'unité de contrôle 11 par exemple en changeant la paramétrisation de valeurs seuils (luminosité réfléchie, taille en pixels détectée de l'élément de commande Â du capteur de geste 7. L'unité de contrôle 11 est configurée selon un premier mode de réalisation pour ignorer simplement et totalement un geste détecté BRT1105 - SFR5310 -10- s'il est exécuté au moins partiellement dans la zone morte Dm ledit geste étant alors interprété comme un mouvement d'approche pour appuyer sur le capteur d'appui 3. Selon un second mode de réalisation, l'unité de contrôle 11 peut être configurée pour acquérir les propriétés d'un geste détecté par traitement du signal de capteurs optiques du module de capteurs 1, et pour retirer après analyse toutes les composantes dudit geste situées dans la zone morte zizi. Ceci permet une acquisition complète des gestes même proches de la zone morte zim Par exemple, le geste peut être décomposé en mouvements élémentaires mesurés entre deux images successives capturées par les capteurs optiques. Ces mouvement élémentaires sont alors positionnés par rapport à la frontière intermédiaire. L'unité de contrôle 11 peut alors avantageusement être 15 configurée pour ignorer les mouvements élémentaires situés dans la zone morte za En outre, selon un troisième mode de réalisation, l'unité de contrôle 11 peut être configurée pour introduire un temps de latence entre la détection d'un geste par le capteur de geste 7 et l'exécution 20 de la commande associée. Lorsqu'un geste est détecté dans la zone morte zizi, les commandes associées à des gestes détectés et non encore exécutées sont annulées. Le temps de latence introduit doit alors être choisi comme un compromis entre un temps suffisamment long pour éviter la prise en 25 compte de gestes non désirés, et la perception qu'a l'utilisateur BRT1105 - SFR5310 -11- dudit temps de latence, qui peut en particulier être vu comme une gêne. Un temps typiquement de l'ordre de dix à cent-cinquante millisecondes, par exemple soixante-dix millisecondes, est indiqué. Un second temps de latence, en particulier du même ordre de grandeur, peut être introduit lors de la sortie de l'élément de commande Aide la zone morte za Pour ce faire, l'unité de contrôle 11 est configurée pour que, lorsque le capteur de geste 7 détecte un passage de la zone morte zm à la zone active za de l'élément de commande g les gestes détectés par le capteur de geste 7 soient ignorés pendant un temps correspondant audit second temps de latence. Ce second temps de latence permet à l'utilisateur de repositionner l'élément de commande JI à distance pour effectuer un geste à distance, sans que le geste d'éloignement soit détecté et 15 interprété. Par exemple, dans le cas d'un module d'interface pour habitacle de véhicule automobile, si une haute vitesse du véhicule (par exemple plus de cinquante ou soixante-dix kilomètres par heure) est détectée au moyen des capteurs environnementaux 13, la zone morte zm peut être 20 étendue. De même, si le véhicule est détecté à l'arrêt, et/ou s'il est détecté que le passager est en train d'exécuter les gestes, la zone morte peut être réduite, et le temps de latence introduit. En outre ou en alternative, si l'unité de contrôle établit par BRT1105 - SFR5310 -12- exemple au moyen d'un accéléromètre des capteurs environnementaux 13 que le véhicule est sujet à des secousses ou accélérations importantes, l'étendue de la zone morte zm peut être agrandie. En outre ou en alternative, si l'unité de contrôle établit par exemple au moyen d'un capteur de la direction du regard de l'utilisateur ou d'un capteur de luminosité ambiante que l'utilisateur effectue des gestes distants en aveugle, l'étendue de la zone morte zm peut être réduite. La figure 3 montre un mode de réalisation de module de capteur 10 15 pour un module d'interface, comprenant ici un capteur de proximité 9. La figure 3 montre un mode de réalisation d'un module de capteurs 15, comprenant une pluralité d'émetteurs 17 infra-rouge, ici des diodes électroluminescentes infra-rouge, et une pluralité de 15 capteurs optiques 19, par exemple des matrices de capteurs CCD (à transfert de charge). Les émetteurs 17 et les capteurs optiques 19 sont en particulier portés par un même support 21. Les diodes 17 sont disposées les unes à côté des autres, pointant leurs cônes d'illumination 23 dans la direction de l'espace 20 de détection E. Les capteurs optiques 19 sont disposés chacun entre deux diodes 17 consécutives, et configurés pour recevoir la lumière venant de l'élément à détecter qui réémet une partie de la lumière des diodes 17. Le support 21 des éléments précédemment mentionnés est par 25 exemple une carte à circuit imprimé, avec un corps en résine ou BRT1105 - SFR5310 -13- matière plastique ou composite, pouvant porter en outre au moins une partie de l'électronique de traitement d'image (processeurs, unités de mémoire, unités de comparaison d'images successives, etc.), ainsi que de l'unité de contrôle 11. En particulier, un cache (non représenté), transparent au moins à la gamme spectrale des diodes, peut être placé devant les diodes 17 afin de protéger et d'intégrer dans l'habitacle lesdites diodes 17 ainsi que les capteurs optiques 19. Dans le mode de réalisation schématiquement représenté, une 10 portion du capteur de geste 7, ici la portion 17a des diodes 17 et une portion 19a des capteurs optiques 19 est dédiée à la détection de proximité, et forme donc un capteur de proximité 9. En alternative, les émetteurs optiques 17 et capteurs optiques 19 peuvent être utilisés tour-à-tour pour la détection de proximité et 15 la détection de geste par alternances dans le temps d'au moins une partie d'entre eux. Ainsi, les deux capteurs 7, 9 respectivement de geste et de proximité sont réunis sur un même support physique 21, qui est aisément assemblé et intégré dans l'habitacle du véhicule, et une 20 seule fenêtre ou un seul cache transparent par module de capteur 15 est requis. Le capteur de proximité 9 est configuré pour situer dans l'espace de détection E la position de l'élément de commande 4( en particulier par rapport à la distance définissant la frontière de 25 geste F2. BRT1105 - SFR5310 -14- Le capteur de proximité 9 peut par exemple comparer l'intensité de la lumière de diodes réfléchie par l'élément de commande Af à des valeurs seuil, ou bien détecter l'intersection d'un ou plusieurs faisceaux infra-rouge par ledit élément de commande Af. En particulier le capteur de proximité 9 ne requiert qu'un traitement d'images instantanées et de résolution potentiellement plus grossières, notamment par rapport au fonctionnement normal du capteur de geste 7 qui requiert le traitement d'images successives de plus haute résolution pour isoler les mouvements à interpréter comme gestes. Le capteur de proximité 9 requiert donc des capacités de traitement moindres que le capteur de geste 7, et est aussi potentiellement plus rapide à l'exécution. La figure 4 montre un mode de réalisation de module d'interface 15 1 comportant une pluralité de modules de capteurs 15, ici deux, pourvus chacun de leurs capteurs de geste 7 et/ou de proximité 9 de l'exécution d'un geste. Ces modules de capteurs 15 sont placés de part et d'autre de la surface tactile 3, et orientés selon deux axes différents A et B, les 20 frontières de geste respectives Fa et Fb, sont représentées schématiquement, et sont ici des plans perpendiculaires aux axes A et B. L'utilisation de plusieurs modules de capteurs 15 orientés dans des directions spécifiques permet un découpage en polygones de 25 l'espace de détection E. BRT1105 - SFR5310 -15- En particulier, le mode de réalisation représenté en figure 4 est avantageusement placé dans un habitacle véhicule automobile, les axes A et B sont alors orientés pour pointer respectivement vers le conducteur et le passager du véhicule. BRT1105 - SFR5310 REVENDICATIONS1. L Module d'interface, comprenant : - un capteur de geste (7), apte à détecter et interpréter l'exécution d'un geste par un utilisateur dans un espace de détection (e, - un capteur d'appui (3) apte à détecter un appui de l'utilisateur, - une unité de contrôle (11) configurée pour exécuter au moins une commande en fonction du geste détecté et interprété, dans lequel : - le capteur de geste (7) est configuré pour détecter si le geste est effectué en position distale ou proximale par rapport à une distance de geste définissant une frontière de geste (F2) entre une zone active (za) et une zone morte (ziii), - et en ce que l'unité de contrôle (11) est configurée pour ignorer au moins partiellement un geste détecté s'il est exécuté au moins partiellement dans la zone morte (zni), ledit geste étant alors interprété comme un mouvement d'approche pour appuyer sur le capteur d'appui (3). 2. Module d'interface selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de contrôle (11) est configurée pour décomposer le geste en mouvements élémentaires et pour ignorer les mouvements BRT1105 - SFR5310-17- élémentaires exécutés dans la zone morte (zill). 3. Module d'interface selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de contrôle (11) est configurée pour ignorer totalement ledit geste si celui-ci est au moins partiellement exécuté dans la zone morte (zm). 4. Module d'interface selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de contrôle (11) est configurée pour introduire un temps de latence entre la détection d'un geste et l'exécution de la commande associée, et en ce que lorsque le capteur de geste détecte un geste dans la zone morte GuO, les commandes associées à des gestes détectés et non encore exécutées sont annulées. 5. Module d'interface selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de contrôle (11) est configurée pour que, lorsque le capteur de geste (7) détecte un passage de la zone morte (zm) à la zone active (za) de l'élément de commande GO, les gestes détectés par le capteur de geste (7) soient ignorés pendant un second temps de latence. 6. Module d'interface selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la distance de geste est d'environ dix à cinquante millimètres. 7. Module d'interface selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une partie du capteur de geste (7) est configurée pour former un capteur de proximité (9), ledit capteur de proximité (9) étant configuré pour détecter si le BRT1105 - SFR5310-18- geste est effectué en position distale ou proximale par rapport à la distance de geste. 8. Module d'interface selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de contrôle est reliée à des capteurs environnementaux (13) et en ce que ladite unité de contrôle (11) est configurée pour modifier la position de la frontière de geste (F2) en fonction d'un signal émanant des capteurs environnementaux (13). 9. Module d'interface selon la revendication 8, caractérisé en ce que les capteurs environnementaux (13) comportent l'un au moins des éléments suivants : un capteur de vitesse de déplacement d'un véhicule, un capteur de direction du regard de l'utilisateur, un capteur de luminosité ambiante, un accéléromètre. 10. Module d'interface selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de modules de capteurs (15) configure pour détecter si le geste est effectué en position distale ou proximale par rapport à une distance de geste définissant une frontière de geste (F2) entre une zone active (za) et une zone morte (z1,0, comprenant chacun au moins un capteur de geste (7) , lesdits modules de capteurs (15) étant orientés selon des axes différents (A, B). 11. Module d'interface selon la revendication 10, destiné à être intégré dans un habitacle de véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte deux modules de capteurs (15) BRT1105 - SFR5310-19- et qu'un des axes (A) est orienté en direction d' un conducteur du véhicule, et le second axe (B) est orienté en direction d' un passager du véhicule. BRT1105 - SFR5310