Brevet FR3044148A1 — publié le 20170526

Procédé et dispositif de détection de la position des membres inférieurs d'un conducteur de véhicule automobile La présente invention concerne, de manière générale, les systèmes d'aide à la conduite pour véhicule automobile au moins partiellement autonome. En effet, les véhicules automobiles à conduite partiellement autonome sont des véhicules capables de rouler dans le trafic réel et sur une infrastructure non spécifique nécessitant de moins en moins d'interventions du conducteur. Il arrive qu'un tel véhicule à conduite partiellement autonome redonne partiellement ou totalement le contrôle au conducteur. Il se peut alors que le conducteur ne se trouve pas dans une posture adéquate. En particulier, ses jambes peuvent être croisées et ses pieds distants du pédalier du véhicule, pédalier qui permet de maîtriser l'accélération, le freinage et le changement de rapport du véhicule. Reconnaître et détecter ces postures est une première étape pour redonner partiellement ou totalement le contrôle du véhicule au conducteur de manière sécuritaire et ainsi prévenir une situation à risque. Certains dispositifs connus mettent en jeu un contrôle ou une surveillance de la position du conducteur ou de son état de santé lorsqu'il est aux commandes d'un véhicule. Le document US8872640 B2 décrit à cet égard un système capable de suivre l'état de santé du conducteur, de détecter une situation de crise ou déterminer si le conducteur est positionné de manière ergonomique. Ce système répond à ces situations en émettant une alarme, inhibant les commandes du véhicule ou proposant une nouvelle position au conducteur. Ce dispositif ne propose pas de détecter une position correcte et adaptée à un retour des commandes au conducteur d'un véhicule partiellement autonome. En effet, dans ce dispositif, les capteurs disposés dans le poste de conduite pour déterminer la posture du conducteur sont adaptés pour augmenter le 3044148 2 confort du conducteur et générer des signaux dans le but de proposer au conducteur du véhicule une position plus ergonomique. Un dispositif prévu pour détecter la présence et la disposition des pieds est connu dans le cadre de l'utilisation d'un chariot 5 élévateur à conducteur debout. Il peut être utilisé comme décrit dans le document US20140005858 Al pour détecter la présence et la disposition des deux pieds de l'opérateur. Un tel dispositif est composé de plusieurs zones de détection de portions de pied générant un signal de présence de pied. Ces signaux sont ensuite utilisés par un 10 procédé de reconnaissance de la configuration des pieds et de comparaison avec une configuration prédéterminée. Cependant, le dispositif décrit dans ce document est composé d'au moins deux capteurs qui ne détectent qu'une présence ou une absence d'une partie de pied dans au moins deux zones de détection 15 prédéfinies, ce qui exclut la détection des jambes de l'utilisateur. Par ailleurs, dans le cas d'une leçon de conduite, un conducteur débutant a tendance à freiner brusquement le véhicule en appuyant sur la pédale de frein lorsque son pied ou son talon se décolle du plancher. Le document W02014152802 Al décrit un système muni d'un capteur 20 situé sous la pédale de frein ou sur le pied utilisé pour freiner et d'un avertisseur qui s'active lorsque le conducteur freine et que le capteur détecte que le pied n'est pas en contact avec le plancher du véhicule. Le capteur utilisé est adapté pour détecter un contact. Au vu de cet état de la technique, l'invention se propose de 25 détecter le positionnement des membres inférieurs d'un conducteur avant qu'il ne reprenne le contrôle du véhicule. En effet, alors que les véhicules sont de plus en plus autonomes, le conducteur se décharge progressivement de sa conduite. Par moment, le véhicule doit rendre le contrôle au conducteur. Ceci 30 devrait idéalement s'effectuer lorsque le conducteur est dans une posture adéquate ou sécuritaire. Le but de cette invention est donc de vérifier que le conducteur est dans une bonne position de conduite au moment de reprendre le contrôle du véhicule. 3044148 3 La présente invention a pour objet un dispositif de détection de la position des membres inférieurs d'un conducteur de véhicule automobile par rapport à un pédalier du véhicule, comprenant au moins un capteur adapté pour détecter la présence et l'absence d'au moins 5 l'un des membres inférieurs du conducteur dans au moins une zone de détection à distance du capteur, une unité centrale de traitement comprenant des moyens pour produire une matrice de détection à partir de signaux issus des capteurs et comprenant un algorithme décisionnel de détection. 10 Selon une autre caractéristique du dispositif de détection, l'ensemble des zones de détection associées aux capteurs constitue un maillage horizontal bidimensionnel de l'espace à détecter du poste de conduite de l'habitacle. Dans un mode de réalisation du dispositif de détection, les 15 capteurs sont placés dans la colonne de direction du véhicule. Selon une autre caractéristique du dispositif de détection, les capteurs sont placés sous la colonne de direction du volant. L'invention porte également sur un procédé de détection de la position des membres inférieurs d'un conducteur de véhicule 20 automobile par rapport à un pédalier de véhicule, comportant les étapes suivantes : - détecter la présence et l'absence de chaque membre inférieur au moyen d'au moins un capteur ; - établir une matrice de détection à partir de signaux de 25 détection issus des capteurs ; et - détecter la présence d'un membre inférieur du conducteur du véhicule à partir d'un traitement de la matrice de détection. Selon un mode de réalisation, on utilise un algorithme 30 décisionnel de détection pour distinguer une position correcte des membres inférieurs du conducteur du véhicule par rapport à une position incorrecte des membres inférieurs du conducteur du véhicule à partir de la matrice de détection. 3044148 4 Selon une autre caractéristique du procédé de détection, la matrice de détection comporte un ensemble de lignes et colonnes définissant des noeuds affectés chacun d'une valeur issue de chaque signal de détection des capteurs. 5 Selon une autre caractéristique du procédé de détection, chaque variable de la matrice de détection est affectée d'une valeur binaire qui est égale à « 1 » si le capteur associée détecte un membre, ou à «0» sinon. Selon un mode de réalisation, on détecte quatre positions 10 correctes des membres inférieurs du conducteur du véhicule, la première position correspondant à une détection des deux pieds du conducteur du véhicule à proximité des pédales d'accélérateur, de frein ou d'embrayage ; la deuxième position correspondant à une détection d'un pied du conducteur du véhicule sur le repose-pied et 15 d'un autre pied sur une pédale d'accélérateur ou de frein ; la troisième position correspondant à une détection des pieds du conducteur du véhicule en retrait des pédales et des jambes décroisées du conducteur; et la quatrième position correspondant à une détection des pieds du conducteur du véhicule en retrait des pédales et de ses jambes 20 croisées. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : 25 - la figure 1 est une représentation de l'architecture générale d'un dispositif de détection conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue du poste de conduite de l'habitacle d'un véhicule automobile ; - la figure 3 illustre un positionnement des pieds du 30 conducteur du véhicule lorsque celui-ci est aux commandes ; - la figure 4 illustre une trame de détection 19 composée de lignes et de colonnes formée par des cases ou zones de détection ; - la figure 5 illustre une matrice de détection ; 3044148 5 - les figures 6A et 6B sont respectivement une vue des deux pieds du conducteur du véhicule à proximité des pédales d'embrayage et d'accélération, et une représentation de la matrice de détection associée ; 5 - les figures 7A et 7B illustrent respectivement un pied du conducteur du véhicule à proximité du repose-pied, l'autre pied à proximité de la pédale d'accélération. et la matrice de détection associée ; - les figures 8A et 8B illustrent le cas où les pieds du 10 conducteur du véhicule ne sont pas à proximité des pédales d'accélération, de frein ou d'embrayage du véhicule, dont les jambes sont décroisées, ainsi que la matrice de détection associée ; - les figures 9A et 9B illustrent le cas où les jambes du 15 conducteur sont croisées, ses pieds ne sont pas à proximité des pédales ainsi que la matrice de détection associée ; et - la figure 10 illustre les étapes de traitement de l'unité de traitement. On se réfèrera tout d'abord à la Fig. 1 qui illustre l'architecture 20 générale d'un dispositif de détection de la position des membres inférieurs, c'est-à-dire des pieds et des jambes d'un conducteur de véhicule automobile. Comme on le voit, le dispositif, défini par la référence numérique générale 1, comporte un réseau de capteurs cl,..., cn, reliés 25 à une unité centrale de traitement 13, par exemple le calculateur central du véhicule pour délivrer, en sortie, un signal S de détection de proximité et de bon positionnement des pieds et des jambes pour autoriser le conducteur à reprendre le contrôle de son véhicule. Les capteurs cl,..., cn sont positionnés dans l'habitacle de 30 manière à être tournés vers le pédalier du véhicule et de manière à détecter la présence ou l'absence de membres inférieurs dans une ou plusieurs zones de détection 6, lesquelles sont disposées dans un plan horizontal de manière à former un maillage horizontal (Figures 1 à 3). 3044148 6 Comme on le voit, le pédalier du véhicule comprend une pédale d'embrayage 1, une pédale de frein 2, une pédale d'accélération 3 et un repose-pied 4. Les capteurs sont adaptés pour générer un signal de détection 5 représentatif de la détection des membres inférieurs du conducteur dans la zone de détection associée 6. La signature 7 des capteurs est transmise par les signaux de détection à l'unité de traitement 13. A partir de ces signaux, l'unité de traitement 13 génère une matrice de détection, représentative de la 10 présence ou de l'absence dans l'espace à détecter des membres inférieurs du conducteur. L'unité de traitement 13 comprend un algorithme décisionnel de détection, adapté pour distinguer une position correcte des membres inférieurs du conducteur du véhicule par rapport à une position incorrecte à partir de la matrice de 15 détection. Selon un mode de réalisation de l'invention, les détecteurs comprennent un ensemble de capteurs à ultrasons ou infrarouge, ou camera, ou laser... positionnés sous la colonne de volant ou dans la colonne de volant. 20 Comme on peut le voir sur la Fig. 4, la trame de détection 19 est constituée de cases ou zones de détection situées dans un plan horizontal. Cette trame de détection 19 est un maillage de l'espace traité. Dans cette trame, la signature de chaque détecteur prend la 25 valeur 1 en cas de détection de la présence des membres inférieurs, et 0 dans le cas contraire. L'ensemble des signatures, visible sur la Fig. 5B, est appelé matrice de détection. Lorsque la signature vaut 1, la case correspondante est grisée. Lorsque la signature vaut 0, la case correspondante est blanche. 30 En référence à la Fig. 10, pour procéder à la vérification de la position de conduite, on procède tout d'abord à une étape 14 de test pour s'assurer que chacun des capteurs répond bien à une sollicitation lors de l'initialisation en émettant au choix un des deux signaux représentatifs d'une détection 18 ou d'une absence de détection 17. Un 3044148 7 capteur n'émettant aucun signal (étape 15) traduit une défaillance du capteur. Un signal d'erreur 16 est alors émis. On met alors en oeuvre les capteurs et l'algorithme décisionnel de détection (étape 11). Une trame de détection composée de X lignes 5 et Y colonnes est élaborée. En mettant en oeuvre l'algorithme décisionnel de détection 11, on remplit la matrice de détection en affectant à chaque noeud de la matrice la valeur 1 en cas de détection et 0 en cas de non détection. On valide ou on invalide la position de conduite au moyen de l'unité de traitement 13. 10 Lors de l'étape 9 suivante, l'algorithme décisionnel de détection 11 implémenté dans l'unité de traitement 13 détecte les quatre positions 9 suivantes, correspondant à des pieds et jambes du conducteur à partir de la matrice des détecteurs : - les deux pieds du conducteur du véhicule sont à proximité 15 des pédales d'accélérateur, de frein ou d'embrayage, comme on peut le voir sur la Fig. 6A. - un pied du conducteur du véhicule se trouve sur le repose-pied 4 et son autre pied sur une pédale d'accélérateur 3 ou de frein 2, comme on peut le voir sur la Fig. 7A. 20 - les pieds du conducteur du véhicule 5 sont en retrait des pédales et les jambes du conducteur 8 sont décroisées, comme on peut le voir sur la Fig. 8A. - les pieds du conducteur du véhicule 5 sont en retrait des pédales et ses jambes 8 sont croisées, comme on peut le voir 25 sur la Fig. 9A. L'algorithme est en outre adapté pour détecter l'absence des membres inférieurs du conducteur du véhicule (étape 10). REVENDICATIONS1. Dispositif de détection de la position des membres inférieurs d'un conducteur de véhicule automobile par rapport à un pédalier du véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un capteur adapté pour détecter la présence et l'absence d'au moins l'un des membres inférieurs du conducteur dans au moins une zone de détection (7) à distance du capteur, et une unité centrale de traitement (13) comprenant des moyens pour produire une matrice de détection à partir de signaux issus des capteurs et comprenant un algorithme décisionnel de détection (11). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble des zones de détection associées aux capteurs constitue un maillage horizontal bidimensionnel de l'espace à détecter du poste de conduite de l'habitacle. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les capteurs sont placés dans la colonne de direction du véhicule. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les capteurs sont placés sous la colonne de direction du volant. 5. Procédé de détection de la position des membres inférieurs d'un conducteur de véhicule automobile par rapport à un pédalier de véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - détecter la présence et l'absence de chaque membre inférieur au moyen d'au moins un capteur ; - établir une matrice de détection à partir de signaux de détection issus des capteurs ; et - détecter la présence d'un membre inférieur du conducteur du véhicule à partir d'un traitement de la matrice de détection. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on utilise un algorithme décisionnel de détection (11) pour distinguer une position correcte des membres inférieurs du conducteur du véhicule 3044148 9 par rapport à une position incorrecte des membres inférieurs du conducteur du véhicule à partir de la matrice de détection. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la matrice de détection comporte un ensemble de lignes et colonnes 5 définissant des noeuds affectés chacun d'une valeur issue de chaque signal de détection des capteurs. 8. Procédé selon la revendication 7, où chaque variable de la matrice de détection est affectée d'une valeur binaire qui est égale à «1» si le capteur associée détecte un membre, ou à « 0 » sinon. 10 9. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on détecte quatre positions correctes des membres inférieurs du conducteur du véhicule, la première position correspondant à une détection des deux pieds du conducteur du véhicule à proximité des pédales d'accélérateur, de frein ou d'embrayage ; la deuxième position 15 correspondant à une détection d'un pied du conducteur du véhicule se trouvant sur le repose-pied (4) et d'un autre pied se trouvant sur une pédale d'accélérateur (3) ou de frein (2) ; la troisième position correspondant à une détection des pieds du conducteur du véhicule (5) en retrait des pédales et des jambes décroisées du conducteur (8); et 20 la quatrième position correspondant à une détection des pieds du conducteur du véhicule (5) en retrait des pédales et de ses jambes (8) croisées.