Brevet FR3033650A1 — publié le 20160916

- 1 - Domaine technique La présente invention appartient au domaine des dispositifs d'assistance visuelle. Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif mettant en oeuvre au moins deux faisceaux ponctuels convergents associés à un récepteur permettant de recréer une ligne de vue artificielle. Technique antérieure Les personnes atteintes de déficiences visuelles totales ou quasi totales doivent utiliser des dispositifs leur permettant de détecter la présence d'obstacles dans leur périmètre de déplacement. La canne est le dispositif le plus basique et reste le plus employé car il est peu cher et simple d'utilisation. Toutefois, le développement de l'électronique et des dispositifs automatiques de détection d'obstacles ont permis la mise en oeuvre de nouveaux 20 dispositifs d'assistance visuelle. Les procédés existants utilisent des diodes infrarouges ou des émetteurs à ultrasons placés sur la tête de l'utilisateur via une monture de lunettes. Ces composants fonctionnent avec un angle de détection d'au 25 moins 200, ce qui entraine un manque de précision. Dès lors, les principes employés sur ce type de lunettes sont axés sur la détection passive d'obstacles au travers des mesures de distances. Afin de reconstituer artificiellement l'ensemble du 30 paysage, les dispositifs de l'art antérieur vont mettre en oeuvre plusieurs détecteurs dont les faisceaux sont dirigés vers des zones différentes. L'utilisateur équipé de cet GUYOT1-FR-1T_TEXTE DEPOSE_SO/GE 3033650 - 2 - outil se déplace dans un espace, lorsqu'un des faisceaux émis est renvoyé ou coupé par un corps, l'électronique transforme cette information en une indication tactile ou sonore qui renseigne la personne sur la présence de cet 5 obstacle dans son environnement. L'ensemble de ces technologies manque de finesse et reste difficile à mettre en oeuvre pour une intégration complète. De plus, l'information fournie manque de précision et par conséquent, il est impossible de 10 retranscrire à l'usager une modélisation précise de l'environnement observé. Ce genre de système fonctionne à partir de détections statiques dont l'utilisateur reste un acteur totalement passif. La présente invention concerne un nouveau type de 15 dispositif d'assistance visuelle offrant à l'utilisateur la possibilité de balayer activement le paysage et de retranscrire ce dernier de façon précise. Résumé de l'invention L'invention présentée utilise l'association judicieuse des informations de relevées à l'aide d'au moins trois faisceaux convergents. L'ensemble du dispositif matérialise la ligne de vue d'une personne et les informations recueillies sont analysées et modélisées avant d'être communiquées à l'utilisateur. Au contraire des dispositifs de l'art antérieur, le dispositif selon l'invention n'essaie pas de reconstituer l'ensemble du paysage mais les aspects importants de l'environnement dans lequel la personne évolue. L'usager bénéficie d'un outil actif qui lui permet de posséder en temps réel une vue juste et pertinente de l'espace situé dans la direction de son choix. Cela lui confère une GUYOT1-FR-1T_TEXTE DEPOSE_SO/GE 3033650 - 3 - assistance instantanée à la compréhension de son environnement. Ainsi, l'utilisateur atteint de cécité est l'acteur qui utilise l'invention de manière dynamique à l'instar 5 d'un vrai regard. Il initialise une observation de l'environnement dans une direction qu'il choisit, puis il reçoit des informations concernant cet examen, dès lors il se construit une image concrète des éléments qui l'entourent. 10 Ainsi la présente invention concerne un dispositif d'assistance pour personne souffrant d'une déficience visuelle, comprenant un support apte à être fixé sur la tête d'un utilisateur remarquable en ce que ledit support est associé à au moins deux émetteurs de rayonnement 15 électromagnétique apte à émettre ledit rayonnement sous la forme d'un faisceau ponctuel, disposés de telle sorte que l'ensemble des faisceaux est dirigé vers un point de convergence commun, et en ce qu'il comprend au moins un récepteur apte à enregistrer la position du point d'impact 20 desdits rayonnements électromagnétiques. Dans le cadre de la présente invention le terme « émetteurs de rayonnement électromagnétique » entend désigner toutes sources de rayonnement et préférentiellement les rayons de longueurs d'ondes 25 appartenant au spectre de la lumière visible ou de l'infrarouge .Préférentiellement, ladite longueur d'onde est comprise entre 525 et 535 nm ou entre 625 et 630 nm ou entre 800 et 940 nm. Dans le cadre de la présente invention le terme 30 « faisceau ponctuel » désigne un faisceau dont l'angle d'émission ou de travail est inférieur a 5° et préférentiellement inférieur à 30. Dans le cadre de la présente invention, le terme « angle de travail » entend GUYOT1-FR-1T_TEXTE DEPOSE_SO/GE 3033650 - 4 - désigner l'angle formé par la portion du faisceau qui est analysée par le récepteur. Ainsi, ledit faisceau pourra avoir un angle d'émission supérieur à 5° pour autant que seule la portion de ce faisceau appartenant à un angle 5 inférieur à 5° soit analysée par le récepteur. Dans le cadre de la présente invention le terme « récepteur » entend désigner tout moyen d'acquisition apte à enregistrer une image du point d'impact du rayonnement électromagnétique sur un obstacle et/ou la distance 10 séparant ledit point d'impact de l'émetteur. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit dispositif comprend au moins trois émetteurs. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit émetteur est un émetteur Laser. 15 Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit récepteur est une caméra vidéo. Ladite caméra va pouvoir enregistrer en temps réel l'image des points d'impact des faisceaux Laser sur les obstacles placés en vis-à-vis des émetteurs. La position de ces points d'impact 20 les uns par rapport aux autres permet de déduire la position des obstacles et leur distance par rapport à l'utilisateur. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ladite caméra vidéo est placée à équidistance des 25 différents émetteurs et son axe optique passe par le point de convergence desdits émetteurs. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit émetteur et ledit récepteur sont des télémètres préférentiellement du type télémètre Laser. 30 Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, ledit émetteur et ledit récepteur sont des capteurs de mesure de distance de type PSD (position sensitive device) couplé à une diode infra-rouge. Ce type GUYOT1-FR-1T_TEXTE DEPOSE_SO/GE 3033650 - 5 - de capteurs est bien connu de l'homme du métier, on connaît notamment les capteurs GP2Y0A6OSZOF/GP2Y0A6OSZLF de la marque SHARP®. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, 5 le support apte à être fixé sur la tête d'un utilisateur est une paire de lunettes. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit dispositif comprend en outre un moyen de traitement de l'information recueillie par ledit récepteur. 10 Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit dispositif comprend en outre une source d'énergie apte à alimenter l'ensemble du dispositif. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit dispositif comprend en outre un moyen de transmission 15 de l'information. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit moyen de transmission de l'information est un moyen apte à engendrer des vibrations. Selon un autre mode de réalisation préféré de 20 l'invention, ledit moyen de transmission est un moyen de diffusion du son. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit moyen de transmission est solidaire dudit support. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, 25 ledit dispositif comprend en outre au moins un accéléromètre. Brèves description des dessins - La figure 1 présente un premier mode de 30 réalisation d'un dispositif selon l'invention. - La figure 2 présente un schéma de fonctionnement du dispositif présenté à la figure 1. GUYOT1-FR-1T_TEXTE DEPOSE_SO/GE 3033650 -6- - La figure 3 présente un deuxième mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention. Les figures 4 présentent schématiquement un mode de codage (figure 4a) et de retranscription à l'utilisateur 5 (figure 4b) utilisables dans le cadre de la mise en oeuvre _ d'un dispositif selon l'invention. Description des modes de réalisation Le dispositif selon l'invention permet d'acquérir des 10 informations sur l'environnement du porteur du dispositif et transmet ces informations au porteur. Acquisition de l'environnement : Selon un premier mode de réalisation, le dispositif 15 selon l'invention 1 prend la forme d'une paire de lunettes 2 associées solidairement à trois émetteurs Laser 3 disposés idéalement sur chaque sommet d'un triangle équilatéral. Ces émetteurs 3 sont orientés de telle sorte que leur faisceau convergent en un point unique 4. 20 Selon un mode de réalisation préféré, deux émetteurs Laser 3 sont placés aux extrémités des verres 5 constituant la base dudit triangle. Le sommet de ce triangle est équipé d'un troisième émetteur Laser 3 positionné au-dessus des lunettes 2. 25 Par ailleurs le dispositif 1 selon l'invention comprend également une caméra vidéo 6 placée de telle sorte que son axe optique passe par le centre dudit triangle équilatéral et par le point de convergence 4 des faisceaux Lasers 3. 30 Les faisceaux 3 convergent tous vers un même point qui constitue la ligne de vue du porteur du dispositif 1. La distance d'éloignement de ce point par rapport à la GUYOT1-FR-1T_TEXTE DEPOSE_SO/GE 3033650 - 7 - camera 6 est connue et sert de référence pour les calculs effectués. Avantageusement, la distance d'éloignement du point de convergence 4 par rapport au dispositif 1 est réglable 5 par l'utilisateur. Le cône créé par les faisceaux traverse l'espace observé et converge jusqu'au point de référence 4. A partir de cet endroit, les projections s'inversent et s'écartent les unes des autres. Lors de l'émission effectuée dans un espace infini, aucun retour n'apparait au 10 niveau du récepteur. Par contre, dans un espace fini qui correspond à la zone surveillée, chacune des images récupérées affichera les spots qui sont réfléchis par des éléments qui leurs servent d'écran. En l'absence d'obstacle, aucun point n'est visualisé 15 par la caméra 6. Si un obstacle est présent avant ce point de convergence 4, l'image saisie par la caméra 6 comprendra trois points lumineux formant un triangle orienté de façon similaire celui formé par les émetteurs 3. Alternativement, si un obstacle est présent après ce point 20 de convergence 4, l'image saisie par la caméra comprendra trois points lumineux formant un triangle inversé par rapport à celui formé par les émetteurs 3. Les présences et les positions des spots affichés dans chacune de ces images correspondent à une signature de 25 la zone éclairée. L'analyse de ces informations renseigne sur l'existence d'obstacles, leur distance et leur nature. Le cône constitué des rayons Laser 3 qui convergent vers un point 4 situé sur la ligne de vue travaillent à l'identique d'un vrai regard. En effet, toute perturbation engendrée 30 sur un de ses faisceaux est immédiatement visualisée et traitée. Que le défaut soit situé dans le pourtour ou bien directement sur la ligne de vue, il modifie l'affichage et la position des spots lus sur l'image vidéo recueillie. La GUYOT1-FR-1T_TEXTE DEPOSE_SO/GE 3033650 - 8 - surveillance ainsi réalisée s'effectue au travers de l'apparition de chacun des spots. Cette occurrence peut se produire dès que le faisceau pénètre dans le champ de la caméra et reste possible tout au long du parcours du rayon, 5 tant qu'il n'est pas ressorti du champ de la caméra. Selon un deuxième mode de réalisation, le dispositif 1 selon l'invention prend la forme d'une paire de lunettes 2 équipées de trois télémètres 7. Dans le mode de réalisation présenté à la figure 3 lesdits télémètres sont 10 des émetteurs/récepteurs Laser temps de vol. Ces télémètres 7 sont disposés idéalement sur chaque sommet d'un triangle équilatéral inscrit dans le plan des verres 5 de ladite paire de lunettes 2. Les faisceaux des télémètres 7 sont dirigés dans le 15 sens d'observation de l'utilisateur. Ils convergent tous vers un même point 4 situé sur cette ligne de vue. La distance d'éloignement de ce point par rapport à l'origine sert de référence pour les calculs effectués par le dispositif 1 selon l'invention. 20 Lors de mesures effectuées dans un espace infini, aucune distance n'est relevée dans l'axe d'observation. Aucun faisceau ne rencontre un écran qui occasionne une quelconque réflexion permettant un retour vers l'appareil de mesure. Par contre, dans un espace fini qui correspond à 25 la zone surveillée par le système, chacun des relevés récupérés fournit les distances auxquelles se situent des obstacles. Les présences et les valeurs de ces mesures correspondent à la signature de la zone observée. L'analyse de ces informations renseigne sur l'existence d'obstacles, 30 leur distance, leur nature, leur forme. La validité des informations est établie dès qu'un ou plusieurs faisceaux fournissent une mesure qui place un obstacle dans le champ GUYOT1-FR-1T_TEXTE DEPOSE_SO/GE 3033650 -9 - observé. Cela commence à une dizaine de centimètres et reste possible jusqu'au maxima de chaque télémètre. La précision de ces deux types de technologie est de l'ordre du degré. Le dispositif 1 selon l'invention 5 constitue un système qui se projette et travaille à l'identique d'un vrai regard. Le porteur du dispositif pilote ce regard, en déplaçant sa tête, il change la direction de sa ligne de vue, il « regarde » où il veut. 10 Restitution de l'information vers l'utilisateur : Les informations recueillies sous la forme d'images vidéo ou de distances sont traitées par le moyen de traitement de l'information compris dans le dispositif selon l'invention. Ce moyen de traitement de l'information 15 est avantageusement un microprocesseur qui va calculer, en fonction des informations recueillies la distance et la position des obstacles. Ces calculs et les algorithmes mis en oeuvre sont à la portée de l'homme du métier et découlent directement des 20 lois de la trigonométrie, des outils utilisés en géométrie appliquée et des méthodes de comparaison telles celles des pourcentages. Le microprocesseur, ainsi que les différents composants du dispositif selon l'invention sont 25 avantageusement alimentés par une source d'énergie associée au reste du dispositif. Cette source d'énergie peut avantageusement être une batterie, elle peut également prendre la forme d'un capteur photovoltaïque. 30 Principe de restitution : Ainsi, le dispositif 1 selon l'invention est capable d'indiquer à l'utilisateur la distance et la direction de l'obstacle détecté dans la ligne de vue. GUYOT1-FR-1T_TEXTE DEPOSE_SO/GE 3033650 - 10 - Concernant la distance, l'environnement de l'utilisateur est partagé en cercles concentriques (figure 4a). Ces cercles balisent des zones qui représentent des _ intérêts différents pour l'utilisateur. Sur une zone de 30 5 cm autour de l'utilisateur s'étend une première zone dite d'intimité (correspondant à la zone accessible au souffle de l'utilisateur) puis de 30 cm à 80 cm se trouve une zone dite de proximité (correspondante à la zone accessible au "Toucher"). Ensuite allant de 80 cm à 2m une zone de 10 convivialité, enfin au-delà de 2m de l'utilisateur s'étend la zone publique dite ("hors de portée ").Concernant la direction, celle-ci est partagée en trois zones. Une première zone frontale (dans l'axe du dispositif selon l'invention), une zone à gauche de la zone frontale et une 15 zone à droite de la zone frontale. Afin de coder ces informations, l'espace dans la ligne de vue de l'utilisateur est figurée sous la forme d'un clavier numérique (figure 4a) où le 0 correspond à la position du dispositif 1 selon l'invention. La zone 20 d'intimité est associée aux touches 1,2,3, ; la zone de proximité aux touches 4,5,6, ; la zone de convivialité aux touches 7,8,9.. De la même façon, la zone frontale est associée aux touches 2, 5, 8 ; la zone gauche aux touches 1, 4, 7 ; et la zone droite aux touches 3, 6, 9. 25 Ainsi, un obstacle présent frontalement à 50 cm sera associé au nombre « 5 ». Chaque zone est ainsi codée en profondeur et en direction et est retranscrite à l'utilisateur au travers de quatre moyens 8 munis chacun d'actionneurs actifs, aptes à 30 engendrer des vibrations réparties sur les branches des lunettes 2 du dispositif 1. La mise en vibration de ces actionneurs actifs, représentés sur la figure 4b sous forme d'étoile, un par un ou en combinaison permet de fournir GUYOT1-FR-1T_TEXTE DEPOSE_SO/GE 3033650 l'information codée comme indiquée à titre d'exemple, sur la figure 4b. L'homme du métier connait bien les différents moyens aptes à rentrer en vibration sur commande. Parmi ceux-ci, 5 on peut notamment citer les moteurs à masselotte décentrée, les bobines électromagnétiques à noyau ou cadre mobile, les hauts parleurs, les dispositifs à effet piézo et les électrodes parcourues par une tension ou fréquence. Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif 1 10 selon l'invention peut également comprendre un accéléromètre. Ce dernier permet d'indiquer au moyen de traitement de l'information si l'utilisateur est mobile ou stationnaire. En effet, lors de l'utilisation du dispositif 1, 15 plusieurs phases distinctes de fonctionnement peuvent être mises en oeuvre. Les besoins de l'utilisateur ne sont pas les mêmes en fonction de ce qu'il fait lorsqu'il est à un emplacement fixe ou bien lorsqu'il décide de se déplacer. Par exemple, s'il est assis à une table, l'utilisateur 20 cherche la présence d'une bouteille sur cette table, ou un plat, un verre ou encore la position d'un convive autour de lui. Dans ce cas, il lui faut identifier la direction et la distance de l'obstacle ciblé. Par contre lorsque l'utilisateur se lève et décide de changer de pièces, il a 25 besoin de connaitre instantanément la direction qu'il doit prendre pour éviter de percuter cet obstacle. Ces deux modes de fonctionnement sont distincts et imposent un traitement de l'information différent. Par exemple, lorsque l'utilisateur est stationnaire, il peut 30 être envisagé de partager l'espace en des zones de direction et de distance plus précises et limitées à l'environnement proche de telle sorte à créer un effet de zoom. GUYOT1-FR-1T_TEXTE DEPOSE_SO/GE 3033650 - 12 - L'utilisateur pourra également basculer d'un mode de fonctionnement à l'autre via un ou plusieurs boutons de commande (9), idéalement placé à la base de chacune des branches des lunettes. 5 Dans le cas d'un dysfonctionnement conduisant à la perte d'un ou de deux faisceaux, afin de continuer à assister l'utilisateur en toute sécurité, différents algorithmes de surveillance prennent alors le relais. La mise en oeuvre de ces fonctions de sécurité est signalée à 10 l'utilisateur par des informations spécifiques. Ce dernier peut alors identifier le faisceau ou les faisceaux défaillants et continuer en connaissance de cause à tenir compte des indications limitées, mais toujours cohérentes du système. 15 D'autres types de codage des informations de distance et de direction sont bien sur envisageables. Par ailleurs, d'autres moyens de transmission de l'information sont possibles. Parmi ceux-ci, on peut notamment citer des moyens de transmission du son tels que des écouteurs audio. 20 On peut également envisager un moyen de transmission de l'information prenant la forme d'une communication sans fil vers un autre dispositif permettant de diffuser ladite information. Ainsi, une communication de type bluetooth® vers un smartphone diffusant les informations est possible. 25 GUYOT1-FR-1T_TEXTE DEPOSE_SO/GE REVENDICATIONS1 - Dispositif (1) d'assistance pour personne souffrant d'une déficience visuelle, comprenant un support (2) apte à être fixé sur la tête d'un utilisateur caractérisé en ce que ledit support (2) est associé à au moins deux émetteurs (3) de rayonnement électromagnétique apte à émettre ledit rayonnement sous la forme d'un faisceau ponctuel, disposés de telle sorte que l'ensemble des faisceaux est dirigé vers un point de convergence commun (4), et en ce qu'il comprend au moins un récepteur (6) apte à enregistrer la position du point d'impact desdits rayonnements électromagnétiques. 2 - Dispositif (1) d'assistance pour personne souffrant d'une déficience visuelle selon la revendication M précédente, caractérisé en ce que chaque émetteur (3) est un émetteur Laser. 3 - Dispositif (1) d'assistance pour personne souffrant d'une déficience visuelle selon la revendication 20 précédente, caractérisé en ce que ledit récepteur (6) est une caméra vidéo. 4 - Dispositif (1) d'assistance pour personne souffrant d'une déficience visuelle, selon la revendication 25 précédente caractérisé en ce que ladite caméra vidéo (6) est placé à équidistance des différents émetteurs (3) et en ce que son axe optique passe par le point de convergence (4) desdits émetteurs (3). 30 5 - Dispositif (1) d'assistance pour personne souffrant d'une déficience visuelle selon la revendication GUYOT1-FR-1T_TEXTE SUITE NOTIF_SO/GE 3033650 - 14 - 1, caractérisé en ce que chaque émetteur (3) et ledit récepteur (6) sont des télémètres (7). 6 - Dispositif (1) d'assistance pour personne 5 souffrant d'une déficience visuelle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit support (2) est une paire de lunettes. 7 - Dispositif (1) d'assistance pour personne 10 souffrant d'une déficience visuelle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen de traitement de l'information recueillie par ledit récepteur (6,7). 8 - Dispositif (1) d'assistance pour personne souffrant d'une déficience visuelle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une source d'énergie apte à alimenter l'ensemble du dispositif (1). 9 - Dispositif (1) d'assistance pour personne souffrant d'une déficience visuelle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen de transmission de l'information à ladite personne. 10 - Dispositif (1) d'assistance pour personne souffrant d'une déficience visuelle selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit moyen de 30 transmission de l'information est un moyen vibrant (8). GUYOT1-FR-1T_TEXTE SUITE NOTIF_SO/GE 3033650 -- 15 - 11 - Dispositif (1) d'assistance pour personne souffrant d'une déficience visuelle, selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit moyen de transmission est un moyen de diffusion du son. 5 12 - Dispositif (1) d'assistance pour personne souffrant d'une déficience visuelle selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que ledit moyen de transmission est solidaire dudit support (2). 10 13 - Dispositif (1) d'assistance pour personne souffrant d'une déficience visuelle selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisé en ce que ledit dispositif (1) comprend en outre au moins un accéléromètre 15 qui permet d'indiquer au moyen de traitement de l'information Si l'utilisateur est mobile ou stationnaire et/ou la position du dispositif par rapport à l'utilisateur. 20 14 - Dispositif (1) d'assistance pour personne souffrant d'une déficience visuelle selon la revendication 10 et selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'espace dans la ligne de vue de l'utilisateur est figurée sous la forme d'un clavier numérique où le 0 correspond à 25 la position de l'utilisateur, la zone d'intimité est associée aux touches 1, 2 ,3, la zone de proximité aux touches 4, 5, 6, la zone de convivialité aux touches 7, 8, 9, et la zone frontale est associée aux touches 2, 5, 8, la zone gauche aux touches 1, 4, 7 et la zone droite aux 30 touches 3, 6, 9, chaque zone étant retranscrite à l'utilisateur au travers du moyen vibrant (8) constitué d'actionneurs actifs répartis sur les branches du support GUYOT1-FR-1T_TEXTE SUITE NOTIF_SO/GE 3033650 - 16 - (2), vibrant un par un ou en combinaison pour fournir l'information codée à l'utilisateur. 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