Brevet FR3041231A1 — publié le 20170324

SYSTEME PORTATIF COMPORTANT UN SUPPORT DEFOR1VIABLE La présente invention concerne un dispositif portable capable de transmettre des informations sur l'oeil d'une personne, notamment sur la direction de son regard. La demande US 2014/0009739 Al décrit un appareil portable adapté à suivre le regard d'une personne qui le porte, comportant des réglages mécaniques de manière à pouvoir ajuster sa position à proximité du centre d'un oeil de la personne. L'appareil capture des images de l'oeil et les transmet à un dispositif récepteur, tel qu'un ordinateur, qui les traite. Les réglages mécaniques ne sont pas mesurés, et aucune information concernant la configuration spatiale de l'appareil n'est connue de celui-ci. Autrement dit, l'appareil ne présente pas d'aspect auto-informatif concernant sa propre configuration spatiale. La demande US 2013/0278741 Al divulgue un appareil portable de suivi du regard d'une personne à fixer à l'une de ses oreilles, comportant un corps principal et un bras pivotant sur lequel un module de prise d'image est disposé. Là encore l'appareil ne présente pas d'aspect auto-informatif concernant sa propre configuration spatiale. La non connaissance de la configuration spatiale de l'appareil portable de suivi du regard a pour inconvénient une perte de temps lors de l'utilisation de l'appareil ainsi qu'un manque de reproductibilité. En effet, une personne ayant utilisé l'appareil portable une première fois et souhaitant l'utiliser une seconde fois devra à nouveau chercher la configuration de l'appareil permettant l'observation optimale de l'oeil. Par ailleurs la configuration trouvée lors de la seconde utilisation peut différer légèrement de celle adaptée lors de la première utilisation. De plus, la non connaissance de la configuration spatiale de l'appareil portable de suivi du regard rend impossible la détermination à partir de l'appareil de la direction du regard de la personne dans un référentiel associé à l'environnement dans lequel elle évolue. Il existe ainsi un besoin pour améliorer la reproductibilité et permettre un gain de temps lors de l'utilisation de l'appareil, ainsi que pour rendre possible la détermination de suivi du regard de la personne dans un référentiel associé à l'environnement dans lequel elle évolue à partir de l'appareil portable de suivi du regard. L'invention vise à répondre à tout ou partie de ces besoins. Système portatif L'invention a ainsi pour objet, selon un premier de ses aspects, un système portatif destiné à être porté par la tête d'une personne, comportant un support déformable 3041231 2 muni d'un dispositif de suivi de son regard et d'au moins un capteur renseignant sur la déformation du support. Support et capteur(s) Le support déformable peut permettre de positionner le dispositif de suivi du 5 regard de manière à assurer un suivi du regard de la personne portant le système, en particulier à assurer un suivi du regard optimal. Lorsque le support déformable est positionné dans une position optimale pour le suivi du regard de la personne le portant, un signal sonore et/ou lumineux peut être émis. Le support déformable peut être muni de plusieurs capteurs, notamment au 10 moins quatre capteurs. Le ou les capteurs peuvent être des capteurs électroniques. Le ou les capteurs permettent de connaître la configuration spatiale du support, notamment à tout instant. Ainsi, la configuration spatiale du support est réglable et des informations 15 concernant sa forme sont disponibles grâce au(x) capteur(s). Le support déformable peut comporter au moins une branche rigide. Il peut comporter plusieurs branches rigides et une ou plusieurs articulations reliant les branches deux à deux. La ou les articulations peuvent comporter chacune une liaison pivot. Au moins l'un des capteurs peut mesurer le déplacement en rotation d'au moins deux branches 20 adjacentes l'une par rapport à l'autre. Plusieurs capteurs peuvent chacun mesurer le déplacement en rotation d'au moins deux branches adjacentes l'une par rapport à l'autre. Le déplacement en rotation d'au moins deux branches adjacentes l'une par rapport à l'autre peut se faire de manière incrémentielle ou continue. Le ou les capteurs mesurant le déplacement en rotation d'au moins deux branches adjacentes l'une par rapport à l'autre 25 peuvent être des potentiomètres rotatifs qui transforment un angle en résistance électrique. Le support déformable peut comporter au moins une branche ajustable en longueur, notamment grâce à une liaison glissière, au moins l'un des capteurs mesurant le déplacement axial de la branche. Plusieurs capteurs peuvent mesurer le déplacement axial de branches distinctes. 30 Le déplacement axial de la ou des branches ajustables en longueur peut se faire de manière incrémentielle ou continue. 3041231 3 Le ou les capteurs mesurant le déplacement axial d'une ou de plusieurs branches peuvent être des potentiomètres linéaires qui transforment une longueur en résistance électrique. Au moins l'un des capteurs, notamment plusieurs capteurs, peut comporter une 5 diode électroluminescente, une fibre optique épousant la forme d'au moins une partie du support flexible, et une photodiode qui transforme le rayonnement lumineux émis par la diode électroluminescente et transmis par la fibre optique en signal électrique, relié à la déformation du support. Au moins l'un des capteurs, notamment plusieurs capteurs, peut comporter une 10 bande souple déformable épousant la forme d'au moins une partie du support flexible et délivrant une information représentative de la déformation qu'elle subit. Le support déformable peut comporter au moins un organe de rappel destiné à ramener une branche dans une position préétablie. Le support déformable peut comporter au moins un moyen de verrouillage en 15 position destiné à maintenir une branche dans une position préétablie. Le support déformable peut comporter au moins une portion constituée par un flexible annelé. Le support déformable peut avoir au moins deux, notamment au moins quatre, degrés de liberté. Le ou les capteurs peuvent permettre de connaître le changement de position 20 et/ou d'orientation du dispositif de suivi du regard dans un référentiel associé à une zone invariable du système portatif. Le support déformable peut comporter un matériau à mémoire de forme. Dispositif de suivi du regard Le dispositif de suivi du regard peut permettre de connaître l'orientation du 25 regard par rapport au dispositif. Le dispositif de suivi du regard comporte de préférence un système embarqué, sans fil. Le dispositif de suivi du regard peut comporter au moins un capteur optique, notamment sensible au rayonnement infrarouge. 30 Le dispositif de suivi du regard peut comporter au moins un éclairage, notamment un éclairage visible et/ou infrarouge, de lumière polarisée ou non, en particulier 3041231 4 filtrée en phase ou en amplitude, notamment structurée ou non, émettant notamment un motif lumineux prédéterminé, le capteur optique étant sensible à l'éclairage. Le capteur optique peut être une caméra. Le capteur optique est en particulier placé à proximité d'un oeil de la personne 5 portant le système. Il est notamment orienté vers l'oeil de la personne. Le dispositif de suivi du regard peut comporter au moins un second capteur optique, notamment identique au premier capteur optique. Le dispositif de suivi du regard peut déterminer la direction du regard par observation d'un oeil de l'utilisateur, notamment par vidéo oculographie, electro 10 oculographie, « sclera coil » ou toute autre méthode connue. La direction du regard de l'utilisateur déterminée par le dispositif de suivi du regard peut correspondre à l'axe optique de l'oeil, l'axe visuel de l'oeil ou au cône de vision de la fovéa. Des dispositifs de suivi du regard adaptés à l'invention sont divulgués dans les 15 demandes WO 2013/153538 et WO 2015/056177. Carte électronique Le système portatif peut comporter une carte électronique recevant des informations émises par le dispositif de suivi du regard et par le ou les capteurs, la carte électronique effectuant notamment un traitement de ces informations. 20 Le dispositif de suivi du regard peut comporter un moyen de communication, en particulier sans fil, par exemple de type RF, Bluetooth, Wifi ou autre, pour envoyer au moins une information, notamment à la carte électronique. De préférence, le moyen de communication est de type émetteur/récepteur. La carte électronique peut transférer les informations, traitées ou non, à un 25 système tiers, avec ou sans fil. Moyen de fixation Le système portatif peut comporter un moyen de fixation destiné à fixer le support déformable directement sur la tête de la personne, notamment sur l'une de ses oreilles, ou sur un dispositif placé ou destiné à être placé sur sa tête, notamment choisi 30 parmi un casque, en particulier un casque audio ou un casque de protection, une casquette, un bandeau, une oreillette ou une monture, notamment de type lunettes. 3041231 5 Le moyen de fixation peut notamment être destiné à fixer le support deformable sur une branche de la monture. Le support peut comporter un corps sur lequel est fixé le moyen de fixation. Le corps peut être relié à une branche rigide par une articulation. 5 Le moyen de fixation peut comporter un système d'encliquetage et/ou de serrage, par exemple un ou plusieurs clips destinés à être fixés sur l'oreille. Marqueur(s) Le système portatif peut comporter au moins un marqueur, notamment actif ou passif, permettant de géo-spatialiser le système grâce à un système distant capable 10 d'observer le marqueur. La détermination par le dispositif de suivi du regard de la direction du regard de la personne évoluant dans un environnement, notamment réel, associée à la connaissance de la configuration spatiale du support et à la géo-spatialisation du système grâce au(x) marqueur(s) peut ainsi permettre la détermination de la direction du regard de la personne 15 dans un référentiel lié l'environnement. Le(s) marqueur(s) peut également permettre l'identification du système portatif. Selon une première variante, le système portatif comporte au moins un marqueur, formant notamment un motif d'identification visuel, en particulier lumineux, destiné à être repéré par au moins un récepteur de manière à géo-spatialiser le système. 20 Le marqueur peut comporter au moins une source lumineuse émettant dans le domaine du visible, de l'infrarouge et/ou du proche infrarouge. La ou les source(s) lumineuse(s) peuvent notamment être chacune une source lumineuse ponctuelle telle une LED. La lumière émise peut être polarisée linéairement ou circulairement. La lumière 25 peut être modulée en amplitude ou en fréquence. Le marqueur peut être codé par une modulation d'amplitude ou de fréquence des sources lumineuses. Indépendamment ou en complément, le marqueur peut être codé par le motif géométrique formé par une disposition particulière des sources lumineuses. 30 Une caméra peut acquérir une ou plusieurs images du marqueur. Un processeur peut traiter en temps réel l'information reçue des images de la caméra. 3041231 6 De préférence, la disposition des sources lumineuses permet au processeur d'exploiter la propriété d'invariance par projection qui se traduit par des valeurs mesurables invariantes dans l'espace et dans des projections 2D. Cette propriété, décrite notamment par Meer dans l'article « Efficient Invariant Representations » [ International Journal of 5 Computer Vision 26(2), 137-152 (1998)] et Bergamasco dans « Pi-Tag: A Fast Image- Space Marker Design Based on Projective Invariants » [Machine Vision and Applications August 2013, Volume 24, Issue 6, pp 1295-1310], est particulièrement avantageuse pour simplifier et accélérer les algorithmes de reconnaissance et de reconstruction des motifs des marqueurs dans l'espace. En effet, selon la complexité des motifs recherchés, cette 10 reconnaissance peut être très coûteuse en temps et puissance de calcul. En particulier, dans le cas d'un environnement comportant plusieurs utilisateurs, ou avec une luminosité produisant des images très bruitées, dues par exemple à un usage extérieur, la luminosité du soleil et des réflexions sur des fenêtres, un éclairage intérieur notamment de type néons ..., l'image reçue de la caméra comporte un nombre important de points lumineux parmi 15 lesquels le processeur doit reconnaître les marqueurs. Ainsi, le marqueur comporte de préférence au moins quatre sources lumineuses ponctuelles colinéaires ou cinq sources lumineuses ponctuelles coplanaires dont aucun triplet de points n'est colinéaire. Le marqueur peut comporter une source lumineuse non ponctuelle. 20 Le marqueur peut comporter une fibre optique à éclairage latéral. La fibre peut être partiellement occultée et former notamment des points lumineux et/ou des segments lumineux. Le marqueur peut notamment former un motif comportant au moins deux segments de droite non colinéaires. Ces segments forment ou non des structures simples, en 25 particulier polygonales (carré, rectangle). Selon une seconde variante, le système portatif comporte au moins une centrale inertielle, notamment de type gyroscope, accéléromètre ou magnétomètre, en particulier gérée par la carte électronique, la centrale inertielle étant destinée à géo-spatialiser le système. 30 Selon une troisième variante, le système portatif comporte les marqueurs et la centrale inertielle décrits dans les première et seconde variantes. 3041231 7 Le système portatif est notamment ajustable au visage de la personne le portant. Il est de préférence de faible empreinte sur le visage. Ensemble L'invention a également pour objet un ensemble comportant le système portatif 5 selon l'invention et le dispositif placé ou destiné à être placé sur la tête de la personne. Procédé de mémorisation L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de mémorisation d'une déformation du support tel que décrit précédemment, notamment de la déformation permettant le suivi optimal du regard d'une personne lorsque le support est 10 porté par sa tête, comportant la détermination de la déformation du support à l'aide du ou des capteurs décrits précédemment, et la mémorisation de la déformation du support par un dispositif électronique. Ainsi la personne n'a pas à retrouver la position optimale du support pour le suivi de son regard à chaque fois qu'elle utilise le système portatif 15 Procédé de mise en place du système dans une configuration prédéterminée Selon un autre aspect, l'invention a pour objet un procédé de mise en place du système selon l'invention dans une configuration prédéterminée, comportant la mémorisation d'une déformation prédéterminée du support, notamment de la déformation du support permettant le suivi optimal du regard d'une personne lorsque le système est 20 porté par sa tête, notamment selon le procédé de mémorisation précité, et la déformation du support selon ladite déformation prédéterminée à l'aide d'un dispositif automatisé. Ainsi la position optimale du système portatif peut être automatiquement retrouvée à chaque fois que la personne l'utilise. Procédé de détermination de la direction du regard d'une personne 25 évoluant dans un environnement Selon un autre de ses aspects, l'invention a pour objet un procédé de détermination de la direction du regard d'une personne évoluant dans un environnement, comportant la détermination de la direction du regard de la personne dans un référentiel associé au dispositif de suivi du regard décrit précédemment, la détermination de la 30 déformation du support défni précédemment à l'aide du ou des capteurs définis précédemment, la détermination de la position, dans un référentiel associé à l'environnement, du ou des marqueurs définis précédemment, et la détermination de la 3041231 8 direction du regard de la personne dans le référentiel associé à l'environnement au moins à partir des trois déterminations précédentes. Ainsi la connaissance de l'orientation du regard par rapport au dispositif de suivi du regard, de la déformation du support et de la position du ou des marqueurs dans un 5 référentiel associé à l'environnement dans lequel se situe la personne permet de déterminer l'orientation du regard dans le référentiel lié à l'environnement. Description des figures L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de l'invention, et à l'examen du 10 dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 est une vue en perspective d'un exemple de système portatif selon l'invention, et - la figure 2 représente de manière schématique et partielle un ensemble selon l'invention, placé sur la tête d'une personne. 15 On a représenté à la figure 1 un exemple de système portatif 10 selon l'invention. Ce système portatif 10 est destiné à être porté par la tête d'une personne P. Le système portatif 10 comporte un support déformable 20 muni d'un dispositif de suivi du regard 1 et de plusieurs capteurs 5a, 5b, 6a et 6b renseignant sur la déformation du support 20. 20 Le support déformable 20 comporte deux branches rigides 1 la et 1 lb, reliées entre elles par une articulation 12b, et un corps 13 relié à la branche rigide 1 la par une articulation 12a. Les articulations 12a et 12b comportent des liaisons pivots, respectivement référencées 4a et 4b. Les capteurs 5a et 5b mesurent le déplacement en rotation respectivement de la 25 branche 1 1 a par rapport au corps rigide 13 et des branches 1 1 a et 1 lb entre elles. Les capteurs 5a et 51) sont par exemple des potentiomètres rotatifs qui transforment un angle en résistance électrique, tels que des capteurs de position résistifs trois broches 3382G-1-103G commercialisés par la société Boums. Les branches 1 la et 1 lb sont ajustables en longueur grâce aux liaisons 30 glissières respectives 7a et 7b. Un moyen de verrouillage est prévu au sein de chaque liaison glissière 7a et 7b. 3041231 9 Le moyen de verrouillage comporte des trous de fixation 14 et un frotteur (non représenté), destiné à s'engager dans les trous de fixation 14, pour ajuster la longueur des branches. Le frotteur créée un point dur au niveau de chaque trou 14 qui immobilise la 5 liaison glissière dans la position correspondante. Le frotteur comporte par exemple une bille maintenue contre l'autre élément de la glissière par un ressort. Les capteurs 6a et 6b mesurent le déplacement axial respectivement de la branche 1 la et de la branche 1 lb. Les capteurs 6a et 6b sont par exemple des potentiomètres linéaires qui 10 transforment une longueur en résistance électrique, tels que des potentiomètres slide 10k 45 mm PTA4543-2015DPB103 commercialisés par la société Boums. Grâce aux capteurs 5a, 51), 6a et 6b la configuration spatiale du support 20 est connue à tout moment. Le dispositif de suivi du regard 1 comporte un capteur optique (non représenté) 15 destiné à déterminer l'orientation du regard par rapport au dispositif. Le système portatif 10 comporte une carte électronique 3 recevant des informations émises par le dispositif de suivi du regard 1 et par les capteurs 5a, 51), 6a et 6b. La carte électronique 3 effectue un traitement de ces informations et transfère les informations traitées à un système tiers. 20 La carte électronique 3 est fixée au corps 13 du support 20. Le système portatif 10 comporte un moyen de fixation 2 destiné à fixer le support 20 sur l'une des oreilles de la personne P. Le moyen de fixation 2 représenté dans l'exemple décrit se présente sous la forme d'une accroche épousant la forme du contour extérieur de l'oreille. Le moyen de fixation 2 est fixé au corps 13, à l'aide d'un système 25 d' encliquetage. Le système portatif 10 comporte un marqueur, formé d'une pluralité d'éléments 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, et 8g, destiné à être repéré par au moins un récepteur de manière à géo-spatialiser le système. On a représenté à la figure 2 une personne P portant un ensemble 40 selon 30 l'invention. L'ensemble 40 comporte le système portatif 10 et un casque audio 50 placé sur la tête de la personne, sur lequel est fixé le système portatif 10. 3041231 10 Les mises en oeuvre représentées ne sont données qu'à titre illustratif et ne sont pas limitatives de l'invention. Par exemple, le système portatif peut comporter un nombre différent de capteurs 5a, 5b, 6a, 6b et/ou de branches 11a, 1 lb et/ou d'éléments formant le marqueur 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, et 8g. Le système portatif 10 peut être rendu solidaire de 5 n'importe quel dispositif déjà porté par la tête de la personne. La nature des capteurs 5a, 5b, 6a, 6b et/ou des éléments 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f et 8g peut différer. REVENDICATIONS1. Système portatif (10) destiné à être porté par la tête d'une personne (P), comportant un support déformable (20) muni d'un dispositif de suivi de son regard (1) et d'au moins un capteur (5a, 5b, 6a, 6b) renseignant sur la déformation du support (20). 2. Système portatif selon la revendication 1, le support déformable étant muni de plusieurs capteurs (5a, 5b, 6a, 6b), notamment au moins quatre capteurs (5a, 5b, 6a, 6b). 3. Système portatif (10) selon l'une des revendications 1 ou 2, le support déformable (20) comportant plusieurs branches rigides (11a, 11b) et une ou plusieurs articulations (12b) reliant les branches (11a, 1 lb) deux à deux. 4. Système portatif (10) selon la revendication 3, au moins l'un des capteurs (5a, 5b, 6a, 6b) mesurant le déplacement en rotation d'au moins deux branches adjacentes (11a, 11b) l'une par rapport à l'autre. 5. Système portatif (10) selon l'une des revendications 3 ou 4, le support déformable (20) comportant au moins une branche (11a, 11b) ajustable en longueur, notamment grâce à une liaison glissière (7a, 7b), au moins l'un des capteurs (5a, 5b, 6a, 6b) mesurant le déplacement axial de la branche (11a, 1 lb). 6. Système portatif (10) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, le support déformable (20) comportant au moins un organe de rappel destiné à ramener une branche dans une position préétablie. 7. Système portatif (10) selon l'une quelconque des 3 à 6, le support déformable comportant _au moins un moyen de verrouillage (14) en position destiné à maintenir une branche dans une position préétablie. 8. Système portatif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le support déformable (20) ayant au moins deux, notamment au moins quatre, degrés de liberté. 9. -Système portatif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le dispositif de suivi du regard (1) comportant au moins un capteur optique, notamment sensible au rayonnement infrarouge. 10. Système portatif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes comportant une carte électronique (3) recevant des informations émises par le 3041231 12 dispositif de suivi du regard (1) et par le ou les capteurs (5a, 5b, 6a, 6b), la carte électronique (3) effectuant notamment un traitement de ces informations. 11. Système portatif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, étant agencé de telle sorte que le ou les capteurs (5a, 5b, 6a, 6b) permettent de connaître le changement de position et/ou d'orientation du dispositif de suivi du regard (1) dans un référentiel associé à une zone invariable du système portatif (10). 12. Système portatif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le support déformable (20) comportant un matériau à mémoire de forme. 13. Système portatif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un moyen de fixation (2) destiné à fixer le support déformable (20) directement sur la tête de la personne (P) , notamment sur l'une de ses oreilles, ou sur un dispositif (50) placé ou destiné à être placé sur sa tête, notamment choisi parmi un casque, en particulier un casque audio ou un casque de protection, une casquette, un bandeau, une oreillette ou une monture, notamment de type lunettes. 14. Système portatif (10) selon la revendication précédente, le moyen de fixation (2) comportant un système d'encliquetage et/ou de serrage. 15. Système portatif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes comportant au moins un marqueur (8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g), formant notamment un motif d'identification visuel, en particulier lumineux, destiné à être repéié par au moins un récepteur de manière à géo-spatialiser le système (10). 16. Système portatif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes comportant au moins un marqueur et une centrale inertielle, notamment de type gyroscope, accéléromètre ou magnétomètre, en particulier gérée par la carte électronique décrite à la revendication 10, le marqueur et la centrale inertielle étant destinés à géospatialiser le système. 17. Ensemble comportant le système portatif selon l'une quelconque des revendications 13 à 16 et ledit dispositif (50) placé ou destiné à être placé sur la tête de la personne (P). 18. Procédé de mémorisation d'une déformation du support d'un système portatif tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 16, notamment de la déformation permettant le suivi optimal du regard d'une personne (P) lorsque le support (20) est porté par sa tête, comportant la détermination de la déformation du support (20) à 3041231 13 l'aide du ou des capteurs (5a, 5b, 6a, 6b) du système portatif tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 16, et la mémorisation de la déformation du support (20) par un dispositif électronique. 19. Procédé de mise en place du système selon l'une quelconque des revendications 1 à 16 dans une configuration prédéterminée, comportant la mémorisation d'une déformation prédéterminée du support (20), notamment de la déformation du support (20) permettant le suivi optimal du regard d'une personne (P) lorsque le système (10) est porté par sa tête, notamment selon le procédé de mémorisation selon la revendication précédente, et la déformation du support (20) selon ladite déformation prédéterminée à l'aide d'un dispositif automatisé. 20. Procédé de détermination de la direction du regard d'une personne (P) évoluant dans un environnement, comportant la détermination de la direction du regard de la personne (P) dans un référentiel associé au dispositif de suivi du regard du système portatif tel que défini dans l'une quelconque des revendication 1 à 16, la détermination de la déformation du support (20) du système portatif tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 16 à l'aide du ou des capteurs (5a, 5b, 6a, 6b) du système portatif tel que défini dans l'une quelconque des revendication 1 à 16, la détermination de la position, dans un référentiel associé à l'environnement, du ou des marqueurs (8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g) du système portatif tel que défini dans l'une quelconque des revendications 15 ou 16, et la détermination de la direction du regard de la personne (P) dans le référentiel associé à l'environnement au moins à partir des trois déterminations précédentes.