Brevet FR3021912A1 — publié le 20151211

Système de détection pour véhicule automobile pour signaler à l'aide d'une scène sonore un défaut de vigilance du conducteur L'invention a pour objet les systèmes de sécurité pour véhicules automobiles et plus particulièrement les systèmes destinés à limiter les risques liés à une conduite en état de vigilance réduite du conducteur du véhicule. Des systèmes de détection d'une baisse de vigilance du conducteur existent. Ces systèmes peuvent être par exemple liés à une surveillance de micromouvements au volant du conducteur, à une analyse d'images des expressions visuelles du visage du conducteur, à des capteurs dans le siège surveillant les points d'appui du corps et plus particulièrement de la tête du conducteur. Lorsqu'une baisse de vigilance est détectée, des alertes sont prévues à l'attention du conducteur comme par exemple un affichage visuel au niveau des tableaux de bord, une alerte tactile sous la forme d'une vibration au niveau du volant ou du siège, ou un signal acoustique comme par exemple une sonnerie. Ainsi par exemple dans la demande de brevet EP 131 2499, lorsqu'un système de détection détecte que le véhicule est en train de quitter sa voie, le système émet trois niveaux d'alerte, un niveau d'alerte optique, un niveau d'alerte acoustique et un niveau d'alerte vibratoire au siège ou au volant. D' autres systèmes d' alerte déjà existants avertissent par exemple que le conducteur est dans un état de distraction par un signal sonore accompagné d'un affichage d'un message du type « pause conseillée », par exemple en affichant une petite tasse à café. La demande de brevet EP 20 42 398 propose d'émettre un signal sonore ou un signal lumineux au moment où un système de surveillance détecte que le véhicule quitte sa voie ou détecte que le conducteur effectue une action inappropriée dans un contexte de changement de voie. Des modalités d'alertes proposées dans ces modes de réalisation risquent soit d'être ignorées du conducteur si celui-ci, en état de conscience réduite, ne surveille déjà plus son tableau de bord, ou risquent d'augmenter la confusion du conducteur si celui-ci ne se souvient plus à quel type d'alarme est reliée la sonnerie qu'il entend. L'alerte peut provoquer des gestes brusques risquant encore d'altérer la trajectoire, par exemple dans le cas de vibrations qui réveilleraient le conducteur en sursaut de son micro-sommeil. L'invention a pour but de proposer un système de détection qui interagisse avec le conducteur de manière à faire prendre conscience au conducteur, de manière efficace, de son défaut de vigilance. A cette fin l'invention propose un système de détection d'un défaut de vigilance d'un conducteur d'un véhicule automobile, comprenant une première unité de surveillance apte à évaluer si la vigilance du conducteur est supérieure ou non à un seuil de vigilance. Le système de détection comprend au moins deux haut-parleurs distincts, et comprend en outre un générateur de scène sonore configuré pour commander les au moins deux haut-parleurs de manière à simuler un son stéréophonique provenant d'une source sonore virtuelle mobile par rapport au siège du conducteur lorsque la vigilance du conducteur devient inférieure au seuil de vigilance. Le générateur de scène sonore peut être configuré pour simuler une source sonore virtuelle mobile à chaque fois que le niveau de vigilance du conducteur devient inférieur au seuil de vigilance. Le système de détection peut comprendre au moins une seconde unité de surveillance configurée pour identifier au moins un type de danger lié à la trajectoire et/ou à l'environnement du véhicule. Le générateur de scène sonore peut être configuré pour simuler une source sonore virtuelle mobile seulement quand l'unité de surveillance détecte un danger lié à la trajectoire conjointement au défaut de vigilance. La première et la seconde unité de surveillance peuvent être distinctes au sein d'une même unité de commande, ou peuvent être confondues. La seconde unité de surveillance peut être configurée pour identifier au moins un type de danger prédéfini lié à la trajectoire et/ou à l'environnement du véhicule, et le générateur de scène sonore peut être configuré pour simuler une source sonore virtuelle mobile dont le mouvement ou la sonorité est différent suivant que le niveau de vigilance est détecté seul ou est détecté conjointement au type de danger prédéfini. Selon un mode de réalisation, le générateur de scène sonore est configuré pour associer au moins deux scènes sonores différentes à deux types de dangers différents. Selon un mode de réalisation, le générateur de scène sonore peut être configuré pour sélectionner le même motif de son stéréophonique quel que soit le danger détecté au moment où la vigilance est inférieure au seuil. Selon encore un autre mode de réalisation, le générateur de scène sonore peut émettre un premier type de scène sonore dès le franchissement du seuil de vigilance, puis modifier le type de scène sonore si un danger est identifié par la suite avant que le conducteur ne soit sorti de son état d'hypovigilance. De préférence, le générateur de scène sonore est connecté à au moins trois haut-parleurs distincts, dont au moins un haut-parleur à droite et un haut-parleur à gauche du siège conducteur, au moins deux des au moins trois haut-parleurs étant en outre espacés suivant la direction d'avancement du véhicule. Le système de détection selon l'invention peut comprendre des capteurs de posture ou d'attitude du conducteur, reliés à la première unité de surveillance. Le système de détection selon l'invention peut comprendre des capteurs aptes à quantifier les actions de pilotage du conducteur, reliés à la première unité de surveillance. Le système de détection selon l'invention peut comprendre des capteurs aptes à quantifier une conformité de la trajectoire du véhicule par rapport à un faisceau de trajectoires souhaitables, reliés à la première unité de surveillance. Les capteurs aptes à quantifier une conformité de la trajectoire du véhicule par rapport à un faisceau de trajectoires souhaitables, peuvent avantageusement être également reliés à une seconde unité de surveillance configurée pour identifier au moins un type de danger lié à la trajectoire et/ou à l'environnement du véhicule, selon des critères distincts de ceux appliqués par la première unité de surveillance. Ces capteur peuvent ainsi servir à la fois à la détection d'un état d'hypovigilance du conducteur, et à la détection d'un danger menaçant concrètement le véhicule si la trajectoire du véhicule n'est pas modifiée à court terme. Selon un mode de réalisation avantageux, le générateur de scène sonore est configuré, lorsque la vigilance du conducteur devient inférieure au seuil de vigilance, pour simuler une source sonore virtuelle tournant dans un plan horizontal autour du conducteur. Les haut-parleurs sont de préférence installés dans le véhicule de manière à ce qu'au moins deux haut-parleurs se trouvent à une distance l'un de l'autre d'au moins cinquante centimètres, de manière à pouvoir obtenir un effet stéréophonique. De préférence, le système comprend au moins quatre haut-parleurs, dont deux situés l'un à droite et l'autre à gauche par rapport au siège conducteur, en avant du siège conducteur ou à son niveau, et deux haut-parleurs situés l'un à droite et l'autre à gauche par rapport au siège conducteur, et décalés vers l'arrière du véhicule par rapport aux deux premiers haut-parleurs. De manière préférentielle, le générateur de scène sonore est configuré pour être connecté à au moins trois haut-parleurs distincts, dont au moins un haut-parleur à droite et un haut-parleur à gauche du siège conducteur, au moins deux des au moins trois haut-parleurs étant en outre espacés suivant la direction d'avancement du véhicule. Il est ainsi possible de simuler des sources sonores virtuelles situées à droite ou à gauche du conducteur, à l'avant ou à l'arrière par rapport au conducteur, et de simuler un déplacement d'avant en arrière de la source sonore virtuelle. Même si la source virtuelle est mobile, son mouvement est de préférence un mouvement continu ou une répétition de mouvements continus, de manière à être intuitivement localisable par le conducteur et à ne pas induire de malaise lié à la difficulté d'interprétation de la scène sonore. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, et faite en référence aux figures annexées, sur lesquelles : -la figure 1 illustre un véhicule automobile équipé d'un système de détection selon l'invention, -la figure 2 illustre un autre véhicule automobile équipé d'un autre système de détection selon l'invention. Tel qu'illustré sur la figure 1, un système de détection 1 équipe un véhicule 2 comprenant un siège 3 destiné à recevoir un conducteur 4. Dans l'exemple illustré, lorsqu'un conducteur 4 s'installe sur le siège 3, il se trouve dans le champ d'une caméra 7 de surveillance de l'attitude du conducteur, actionne un volant 8 du véhicule, agit sur des capteurs de mouvements 6 implantés dans le siège 3 du véhicule. Les capteurs 6, et la caméra 7, ou plus généralement au moins un capteur adapté à la surveillance posturale, comportementale ou physiologique du conducteur, sont reliés à un module llb de surveillance comportementale du conducteur, qui émet une première estimation sur le niveau de vigilance du conducteur. Le véhicule 2 est également équipé d'une caméra 9 permettant de surveiller la chaussée 16 sur laquelle roule le véhicule ainsi que d'éventuels obstacles se trouvant aux abords de la chaussée. Le véhicule peut également être équipé d'un ou plusieurs radars 10 permettant de détecter des obstacles à proximité du véhicule par exemple un véhicule qui s'approcherait trop par l'arrière du véhicule équipé, ou un obstacle qui se trouverait à l'avant du véhicule 2. Le volant 8 est ici équipé d'au moins un capteur permettant de mesurer les variations d'angle au volant imposées par le conducteur. Le capteur du volant 8, et la caméra 9, ou plus généralement au moins un capteur de surveillance d'au moins une modalité de conduite du conducteur, sont reliés à un module 11a de surveillance des actions de conduite du conducteur. Ce module de surveillance 11 a surveille la manière dont le conducteur interagit avec le véhicule, par exemple surveille les micro-mouvements de volant non répercutés sur la trajectoire, et/ou surveille la régularité de la trajectoire et/ou son adéquation au tracé de la chaussée. Des modalités de surveillance physiologique, et des modalités de surveillance comportementale du conducteur en vue d'évaluer le niveau de vigilance du conducteur sont connues. Le module 1 la et le module 1 lb font partie d'une première unité de surveillance 11, qui en fonction des analyses des modules 11 a et 11b, émet une variable « vigil » traduisant un niveau de vigilance estimé du conducteur. Le modules 1 la et 1 lb peuvent traiter les variables des capteurs physiologiques et les variables des capteurs d'actions de conduite de manière indépendante, ou peuvent fournir des variables intermédiaires ré-analysées conjointement par l'unité de surveillance 11. Cette variable franchit un seuil quand le niveau de vigilance du conducteur devient insatisfaisant. La variable « vigil » peut être du type booléen, ou peut être une variable continue à laquelle on peut attribuer un seuil traduisant un niveau limite de vigilance du conducteur. La première unité de surveillance 11 fait partie d'une unité de commande électronique 15 comprenant en outre un générateur de scène sonore 14. Le générateur de scène sonore 14 reçoit la variable « vigil » traduisant l'état de vigilance du conducteur 4. Le véhicule comprend plusieurs haut-parleurs 5a, 5b, 5c et 5d, ici au nombre de quatre, qui sont de préférence répartis de manière à ce qu'au moins trois haut-parleurs soient espacés deux à deux dans un plan XY horizontal, de manière à pouvoir simuler des sources virtuelles se déplaçant dans diverses directions dans ce plan XY par rapport au véhicule. Ces haut-parleurs peuvent avoir des fonctions multiples, par exemple peuvent avoir une fonction usuelle de diffusion d'une sonorisation d'ambiance du véhicule, en étant reliés à une radio, à un lecteur d'enregistrement audio, et/ou à un dispositif mains libres pour ordiphone. Si les haut-parleurs sont en nombre supérieur à deux, ils peuvent être répartis également à des hauteurs différentes par rapport au conducteur et peuvent permettre de simuler une source virtuelle mobile également par rapport à un axe Z vertical. De manière générale et pour la suite des explications, la variable « vigil » diminue quand la vigilance du conducteur décroît, mais des modes de réalisation équivalents sont bien sûr possibles avec une variable « vigil » qui augmente quand la vigilance du conducteur se dégrade. La variable« vigil » peut également être un booléen. Si le niveau de vigilance du conducteur 4 passe donc en deçà d'un certain seuil, le générateur de scène sonore 14 envoie des consignes de signal sonore consl, cons2, cons3, cons4 qui sont variables en fonction du temps, respectivement aux quatre hauts parleurs 5a, 5c, 5d, 5b, de manière à produire un motif de scène sonore que le conducteur peut aisément identifier à une alerte de manque de vigilance. Les motifs temporels définis par les quatre consignes consl, cons2, cons3, cons4 diffèrent par leur phase et/ou par leur intensité de manière à générer un son stéréophonique, et à créer l'illusion pour le conducteur d'une source sonore virtuelle qui est en mouvement par rapport au conducteur. De cette manière, le conducteur perçoit la scène sonore comme un message bien distinct des bruits de fond, bien distinct des autres messages sonores à source ponctuelle immobile, voire distinct d'une musique de fond en stéréophonie mais sans mouvement de la ou des sources musicales. Par son stéréophonique, on entend un son qui, pour une personne située à un endroit donné, ici pour une personne assise sur le siège 3 du conducteur, semble provenir d'une source sonore virtuelle 20 se trouvant en un point de l'espace qui ne correspond pas nécessairement à la position d'un des haut-parleurs, cette source sonore pouvant se déplacer dans l'espace grâce au pilotage par le générateur de scène sonore 14, des déphasages entre les différents motifs sonores et entre les volumes des différents motifs sonores émis par chacun des haut-parleurs 5a, 5b, 5c, 5d. Par scène sonore, on entend ici une émission de son stéréophonique avec un déplacement de la source sonore virtuelle du son stéréophonique. Tel qu'illustré sur la figure 1, une source sonore virtuelle 20 peut donc tournoyer autour du conducteur, par exemple tournoyer dans un plan horizontal XY autour du conducteur. Par source sonore virtuelle, on entend le point de l'espace à partir duquel devrait être émis le son pour être perçu de manière équivalente par le conducteur si le son était émis par une source ponctuelle réelle au lieu d'être émis par les différents haut-parleurs du véhicule. La direction et la vitesse de mouvement de la source sonore virtuelle 20, l'amplitude ou la fréquence du son peuvent être modulées en fonction du niveau de vigilance du conducteur initialement détecté comme défaillant, et peuvent être également modulées en fonction de la détection ou non d'une réaction du conducteur au premier message sonore qui lui est adressé pendant un même épisode de défaut de vigilance. Le générateur de scène sonore 14 peut par exemple être configuré pour utiliser un même type de son stéréophonique dès que le niveau de vigilance du conducteur passe en dessous d'un certain seuil. Le son associé peut par exemple être un son provenant d'une source sonore virtuelle 20 tournoyant autour du conducteur, ou tournoyant ou effectuant un mouvement périodique à proximité du conducteur, de manière à ce que ce type d'alarme ne puisse être confondu avec d'autres alarmes d'état de fonctionnement du véhicule. La figure 2 illustre un autre système de détection selon l'invention. On retrouve sur la figure 2 des éléments communs à la figure 1, les mêmes éléments étant désignés par les mêmes références. L'unité de commande électronique 15 comprend ici une seconde unité de surveillance 12 configurée pour identifier, par exemple à l'aide de la caméra 9 ou du radar 10, un danger immédiat pour le véhicule résultant de la trajectoire et/ou de l'environnement du véhicule. La seconde unité de surveillance 12 émet ainsi une ou plusieurs variables « danger » à l'attention du générateur de scène sonore 14 qui reçoit également la variable « vigil » traduisant l'état de vigilance du conducteur 4. L'unité de surveillance 12 peut émettre une seule variable booléenne traduisant l'absence de danger ou traduisant au contraire la présence d'un danger quelconque parmi une liste de dangers prédéfinis. Selon une autre variante de réalisation, l'unité de surveillance 12 peut émettre une variable booléenne par type de danger (écart de trajectoire vers la gauche, écart de trajectoire vers la droite, véhicule approchant par l'arrière, obstacle à l'avant dont se rapproche le véhicule...), ou peut, encore selon une autre variante de réalisation, émettre une variable entière, chaque valeur de la variable étant associée à un type de danger particulier. Dans un mode de réalisation illustré en figure 2, le générateur de scène sonore ne déclenche la génération du signal stéréophonique d'alerte que si un danger est détecté conjointement au défaut de vigilance. Dans un autre mode de réalisation, le générateur de scène sonore déclenche déjà la génération d'un premier signal stéréophonique d'alerte avec source virtuelle mobile même si seule une hypovigilance est détectée, et déclenche éventuellement par la suite la génération d'un autre signal stéréophonique d'alerte, par exemple avec une source virtuelle de mouvement différent, si une hypovigilance est détectée conjointement à une situation de danger pour le véhicule. Selon encore un autre mode de réalisation, le générateur de scène sonore déclenche déjà la génération d'un premier signal stéréophonique d'alerte avec source virtuelle mobile dès qu'une hypovigilance est détectée, et déclenche par la suite la génération d'un autre signal stéréophonique d'alerte si un danger est en outre détecté, la nature de l'autre message d'alerte étant fonction du type de danger détecté. Si le danger est détecté avant ou conjointement au défaut de vigilance du conducteur, le signal stéréophonique d'alerte émis peut être directement un signal associé à la présence du danger. Dans le mode de réalisation illustré en figure 2 par exemple, un danger s'approchant du véhicule par l'avant ayant été détecté, le générateur de scène sonore 14 envoie des consignes consl, cons2, cons3, cons4 aux haut-parleurs de manière à simuler une source sonore virtuelle 20 se rapprochant également du conducteur par l'avant, afin d'avertir le conducteur d'où vient le danger. La caméra 9 et le radar 10 peuvent être reliés à la seconde unité de surveillance 12 de manière à surveiller la trajectoire et l'environnement du véhicule, par exemple de manière à surveiller la conformité de la trajectoire par rapport au tracé de la chaussée. L'unité peut vérifier que la trajectoire du véhicule se trouve dans une enveloppe de trajectoires « sécuritaire » qui peut être plus large que l'enveloppe de trajectoires attestant d'une bonne vigilance du conducteur. L'environnement analysé par l'unité de surveillance 12 peut comprendre des obstacles ou des véhicules détectés à l'avant ou à l'arrière du véhicule, par exemple détectés par la caméra 9 ou par le radar 10. L'invention ne se limite pas aux exemples de réalisation décrits et peut se décliner en de nombreuses variantes. Les unités de surveillance 11, 12, et le générateur de scène sonore 14 peuvent être des entités indépendantes ou peuvent être regroupées au sein d'une même unité de commande électronique 15. Les modalités de détection d'un défaut de vigilance du conducteur peuvent être différentes de celles évoquées. Les modes de détection des dangers liés à la trajectoire du véhicule et aux obstacles environnants peuvent également varier. La détection de la vigilance du conducteur peut être basée uniquement sur une ou plusieurs mesures physiologiques, être basée uniquement sur une ou plusieurs mesures du mode de conduite, être basée uniquement sur la qualité de la trajectoire, ou être réalisée sur un mode mixte combinant deux ou plus de ces modalités de détection. Les modes de détection du niveau de vigilance du conducteur peuvent faire intervenir moins de capteurs que les capteurs décrits, ou au contraire utiliser des capteurs supplémentaires d'un état physiologique du conducteur (rythme cardiaque) ou des capteurs supplémentaires d'actions du conducteur (fréquence et mode d'intervention sur les éléments de commande du tableau de bord par exemple). Plusieurs niveaux d'intensité de messages stéréophoniques de scènes sonores peuvent être prévus, notamment pour les cas où le conducteur ne réagit pas de manière à laisser percevoir une recrudescence de vigilance supérieure à un seuil, suite au premier signal stéréophonique de mise en garde, pendant un épisode de manque de vigilance donné. Le système de détection selon l'invention permet d'avertir le conducteur d'un manque de vigilance en minimisant les possibilités du conducteur d'ignorer le message, et en lui facilitant la perception du message au milieu des bruits de fond usuellement rencontrés dans le contexte automobile. REVENDICATIONS1. Système (1) de détection d'un défaut de vigilance d'un conducteur d'un véhicule (2) automobile, comprenant une première unité de surveillance (11) apte à évaluer si la vigilance (vigil) du conducteur (4) est supérieure ou non à un seuil de vigilance, caractérisé en ce que le système de détection comprend au moins deux haut-parleurs distincts (5a, 5b, 5c, 5d), et comprend en outre un générateur (14) de scène sonore configuré pour commander les au moins deux haut-parleurs (5a, 5b, 5c, 5d) de manière à simuler un son stéréophonique provenant d'une source sonore virtuelle (20) mobile par rapport au siège (3) du conducteur lorsque la vigilance du conducteur devient inférieure au seuil de vigilance. 2. Système de détection selon la revendication 1, dans lequel le générateur de scène sonore est configuré pour simuler une source sonore virtuelle mobile à chaque fois que le niveau de vigilance (vigil) du conducteur devient inférieur au seuil de vigilance. 3. Système de détection selon la revendication précédente, comprenant au moins une seconde unité de surveillance configurée pour identifier au moins un type de danger (« danger ») prédéfini lié à la trajectoire et/ou à l'environnement du véhicule, dans lequel le générateur de scène sonore (14) est configuré pour simuler une source sonore virtuelle mobile dont le mouvement ou la sonorité est différente suivant que le niveau de vigilance est détecté seul ou est détecté conjointement au type de danger prédéfini. 4. Système de détection selon la revendication précédente, dans lequel le générateur de scène sonore (14) est configuré pour associer au moins deux scènes sonores différentes à deux types de dangers différents. 5. Système de détection selon la revendication 4, dans lequel le générateur de scène sonore (14) est connecté à au moins trois haut- parleurs distincts (5a, 5b, 5c, 5d), dont au moins un haut-parleur à droite et un haut-parleur à gauche du siège conducteur, au moins deuxdes au moins trois haut-parleurs étant en outre espacés suivant la direction d'avancement du véhicule. 6. Système de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins un capteur (6, 7) de posture ou d'attitude du conducteur, relié à la première unité de surveillance (11). 7. Système de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins un capteur (8) apte à quantifier les actions de pilotage du conducteur, relié à la première unité de surveillance (11). 8. Système de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins un capteur (9, 10) apte à quantifier une conformité de la trajectoire du véhicule par rapport à un faisceau de trajectoires souhaitables, relié à la première unité de surveillance. 9. Système de détection selon la revendication 8, dans lequel au moins un capteur (9, 10) apte à quantifier une conformité de la trajectoire du véhicule par rapport à un faisceau de trajectoires souhaitables, est également relié à une seconde unité de surveillance (12) configurée pour identifier au moins un type de danger lié à la trajectoire et/ou à l'environnement du véhicule, selon des critères distincts de ceux appliqués par la première unité de surveillance (11). 10. Système de détection selon la revendication 1, dans lequel le générateur de scène sonore (14) est configuré, lorsque la vigilance du conducteur devient inférieure au seuil de vigilance, pour simuler une source sonore virtuelle (20) tournant dans un plan horizontal autour du siège du conducteur.