Brevet FR3079128A1 — publié le 20190927

Système et procédé de gestion du stress d'un occupant d'un véhicule automobile L'invention se rapporte au domaine des systèmes d'aide à la 5 conduite équipant les véhicules automobiles. Les systèmes d'aide à la conduite, souvent dénommés sous l'acronyme anglas ADAS (pour « Advanced driver-assistance systems »), ont pour but d'alléger la charge du conducteur, notamment en le libérant de certaines tâches, en améliorant son attention et/ou sa perception de l'environnement, en détectant certains risques, en effectuant 10 automatiquement des actions en réponse à la détection de ces risques, etc. Afin de proposer des systèmes d'aide à la conduite améliorant la sécurité, il peut être fortement utile de détecter le niveau de stress du conducteur, notamment si celui-ci est sujet à un stress négatif important, afin de pouvoir en tenir compte, et, éventuellement, effectuer des actions visant à 15 prendre en compte et/ou à diminuer ce stress. En effet, le niveau et le type de stress sont un indicateur très important pour évaluer la capacité du conducteur à conduire en toute sécurité. Un stress de niveau élevé, qu'il soit positif ou négatif, impacte négativement l'attention du conducteur. Par exemple, une excitation importante peut détourner l'attention du conducteur des tâches liées à 20 la conduite, tandis qu'un état méditatif peut conduire à la somnolence, ce qui doit bien entendu être évité. Idéalement, il faut que le conducteur soit dans un état de stress neutre pour rester concentré sur la conduite. Ainsi, tout ce qui permet au conducteur de conserver ou de revenir à un état de stress neutre aura un impact favorable sur la sécurité. 25 On connait des dispositifs permettant de suivre des données physiologiques du conducteur d'un véhicule, incluant notamment son rythme cardiaque, mais on ne connait pas de système permettant de déterminer de manière fine le type et le niveau de stress du conducteur, afin de connaitre précisément son état émotionnel et d'en déduire des actions à effectuer pour, le 30 cas échéant, améliorer cet état et donc la sécurité des occupants. En outre, on ne connait pas de système permettant de déterminer le type et le niveau de stress du conducteur de manière simple, ne nécessitant pas d'action particulière du conducteur, telle que l'installation d'un capteur sur une partie de son corps. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients de 35 l'état de la technique, et plus particulièrement ceux ci-dessus exposés, en proposant un procédé et un système permettant de déterminer de manière 2 simple, fiable et précise le type et le niveau de stress d'un occupant d'un véhicule automobile. À cet effet, l'invention concerne un système de gestion du stress d'un occupant d'un véhicule automobile, le système comportant une unité centrale et au moins un capteur sans contact, le capteur sans contact étant configuré pour mesurer la fréquence cardiaque et la variabilité de la fréquence cardiaque d'un occupant du véhicule, l'unité centrale étant configurée pour : - déterminer, en fonction des valeurs de fréquence cardiaque et de variabilité cardiaque fournies par le capteur sans contact, la nature du stress affectant l'occupant du véhicule ; - commander l'activation d'une ou plusieurs fonction(s) de dispositifs de confort et/ou de dispositifs de sécurité du véhicule de manière à modifier des paramètres relatifs au confort et/ou à la sécurité du véhicule. Ainsi, l'invention permet, grâce un capteur sans contact, de déterminer de manière fiable et précise le type et le niveau de stress affectant un occupant du véhicule, et plus particulièrement le conducteur. Le type et le niveau de stress étant précisément déterminés, il est possible d'en déduire des actions visant à améliorer l'état émotionnel du conducteur pour ainsi augmenter la sécurité du véhicule. Il est précisé que par « capteur sans contact », on entend un capteur qui n'est pas directement en contact avec la peau de l'occupant surveillé. Avantageusement, le capteur sans contact est un capteur optique, par exemple un capteur optique mettant en oeuvre une technique de photopléthysmographie, technique non invasive permettant de détecter l'afflux sanguin sous la peau d'un sujet et d'en déduire la fréquence cardiaque de ce sujet. Dans une réalisation, le capteur sans contact est en capteur optique, par exemple un capteur photopléthysmographique. Alternativement, le capteur sans contact peut être un capteur de type radar doppler ou un capteur à quartz. Dans une réalisation, la nature du stress affectant l'occupant du véhicule est déterminée par l'unité centrale par comparaison des valeurs mesurées de fréquence cardiaque et de variabilité cardiaque avec des plages de valeurs prédéterminées, par exemple trois plages de valeurs adjacentes. Dans une réalisation, le système comporte un ou plusieurs 35 capteur(s) additionnel(s), tels qu'une caméra apte à mesurer un degré d'attention de l'occupant et/ou un capteur de paramètre cutanés et/ou un module 3 de collecte de données relatives à l'environnement extérieur et/ou à l'ambiance intérieure du véhicule. Dans une réalisation, l'unité centrale est apte à activer des fonctions d'un ou plusieurs des systèmes et dispositifs suivants : un système d'aide à la 5 conduite, un système de climatisation, un système d'actionnement des vitres, un système d'éclairage intérieur, un système de divertissement, un dispositif de massage, un dispositif de vaporisation de parfum. L'invention concerne également un procédé de gestion du stress d'un occupant d'un véhicule automobile, le procédé comportant les étapes 10 suivantes : - mesurer, au moyen d'un capteur sans contact, la fréquence cardiaque et la variabilité de la fréquence cardiaque d'un occupant du véhicule ; - déterminer, en fonction des valeurs de fréquence cardiaque et de variabilité cardiaque fournies par le capteur sans contact, la nature du stress 15 affectant l'occupant du véhicule ; - commander l'activation d'une ou plusieurs fonction(s) de confort et/ou de sécurité du véhicule de manière à modifier des paramètres relatifs au confort et/ou à la sécurité du véhicule. Dans une réalisation, la mesure de la fréquence cardiaque et de la 20 variabilité de la fréquence cardiaque comporte une étape de mesure photopléthysmog raph igue. Dans une réalisation, la nature du stress affectant l'occupant du véhicule est déterminée par comparaison des valeurs mesurées de fréquence cardiaque et de variabilité cardiaque avec des plages de valeurs prédéterminées 25 respectives, par exemple trois plages de valeurs adjacentes. Dans une réalisation, le procédé utilise les données provenant d'un ou plusieurs capteur(s) additionnel(s), tels qu'une caméra apte à mesurer un degré d'attention de l'occupant et/ou un capteur de paramètre cutanés et/ou un module de collecte de données relatives à l'environnement extérieur et/ou à 30 l'ambiance intérieure du véhicule. Dans une réalisation, les fonctions pouvant être activées incluent des fonctions mises en oeuvre par un ou plusieurs des systèmes et dispositifs suivants : un système d'aide à la conduite, un système de climatisation, un système d'actionnement des vitres, un système d'éclairage intérieur, un système de divertissement, un dispositif de massage, un dispositif de vaporisation de parfum. 4 L'invention concerne également un véhicule automobile comportant un système conforme à celui défini plus haut et/ou mettant en oeuvre un procédé tel que défini ci-dessus. Dans une réalisation, le véhicule est de type autonome. 5 Dans une réalisation, le véhicule, notamment s'il est de type autonome, comporte un dispositif d'identification du conducteur, le dispositif d'identification permettant notamment de stocker des données relatives à un état de référence du conducteur identifié. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la 10 description détaillée qui suit, faite en référence à la figure 1 annexée, qui décrit un système de gestion du stress d'un occupant d'un véhicule conforme à l'invention. Le système 2 de gestion du stress représenté à la figure 1 est embarqué dans un véhicule 1. Le système 2 comporte une unité centrale 20 15 reliée à un capteur sans contact, dans l'exemple un capteur photopléthysmographique 22, prévu pour être orienté vers un ou plusieurs occupant(s) du véhicule, dont au moins un conducteur 3. Le capteur photopléthysmographique 22 comporte dans l'exemple une caméra 220, qui est reliée à une unité de traitement d'image 222 Le capteur 20 photopléthysmographique 22 est apte à transmettre en temps réel à l'unité centrale 20 des données relatives à la fréquence cardiaque et à la variabilité cardiaque (ou cohérence cardiaque) du ou des occupant(s) surveillé(s), et notamment du conducteur 3. Avantageusement, le capteur photopléthysmographique 22 est également apte à déterminer la fréquence 25 respiratoire et la variabilité de la fréquence respiratoire, ainsi que l'amplitude respiratoire du ou des occupant(s) surveillés (s), et à transmettre à l'unité centrale 20 des informations relatives au rythme et à l'amplitude respiratoires. Sur la base de la fréquence cardiaque et de la variabilité cardiaque du conducteur (ou de l'occupant), l'unité centrale est apte à déterminer le type 30 de stress et le niveau de stress subi par cet occupant. Avantageusement, l'unité centrale prend également en compte d'autres données, par exemple des données relatives à la fréquence respiratoire, à la variabilité de la fréquence respiratoire, à l'amplitude respiratoire, etc. Avantageusement, afin de déterminer le type de stress ressenti par 35 l'occupant, l'unité centrale 20 détermine si chacun des paramètres surveillés est respectivement situé dans l'une de plusieurs plages prédéterminées. Dans 5 l'exemple, pour chacun des paramètres surveillés (fréquence cardiaque, variabilité de la fréquence cardiaque et variabilité de la fréquence respiratoire, amplitude respiratoire), on détermine trois plages de valeurs, correspondant respectivement à des valeurs basses, moyennes et élevées du paramètre 5 surveillé. Bien entendu, le nombre de plages prédéterminées pourra être supérieur à trois. La table ci-dessous donne un exemple de définition des plages de valeurs pour les deux premiers paramètres que sont la fréquence cardiaque et la variabilité de la fréquence cardiaque. On notera que la variabilité de la fréquence cardiaque 10 peut être déterminée par toute méthode connue, comme par exemple les méthodes du domaine fréquentiel, du domaine temporel, la méthode utilisant le diagramme de Poincaré, etc. Intervalle entre deux contractions Variabilité de la frequence cardiaque (en millisecondes) cardiaques (en millisecondes) Basse Moyenne Élevée Fréquence élevée Inférieure à 1000 Inférieure ou égale à 109 Comprise entre 110 et 130 Supérieure ou égale à 131 Fréquence moyenne Comprise entre 1001 et 1300 Fréquence basse Supérieure à 1301 15 Ainsi, conformément à cette répartition, la fréquence cardiaque mesurée sera considérée comme : - élevée si elle correspond à un intervalle entre deux contractions cardiaques inférieur à 1000 millisecondes ; - moyenne pour un intervalle entre deux contractions compris 20 entre 1001 et 1300 millisecondes ; et - basse pour un intervalle entre deux contractions supérieur ou égale à 1301 millisecondes. De même, la variabilité de la fréquence cardiaque mesurée sera considérée comme : 25 - basse si elle est inférieure ou égale à 109 millisecondes ; - moyenne si elle est comprise entre 110 et 130 millisecondes ; et - élevée si elle est supérieure ou égale à 131 millisecondes. La table ci-dessous donne un exemple de répartition des valeurs de la variabilité de la fréquence respiratoire et l'amplitude de la respiration, en trois 30 plages prédéterminées. L'analyse de la fréquence de la respiration dans cet 6 exemple non limitant est calculée par un simple comptage du nombre des cycles respiratoires par minute. Variabilité de la fréquence respiratoire (cycles / minute) Basse Moyenne Élevée Inférieure ou égale à 10 Comprise entre 11 et 16 Supérieure ou égale à 17 5 L'analyse de l'amplitude de la respiration dans cet exemple non limitant est calculée par un simple calcul de la taille des pics sans unité. Amplitude respiratoire (sans unité) Basse Moyenne Élevée Inférieure ou égale à 30% Amplitude de référence Supérieure ou égale à +30% Ainsi, la variabilité de la fréquence respiratoire mesurée sera 10 considérée comme : - basse si elle est inférieure ou égale à 10 cycles par minute ; - moyenne si elle est comprise entre 11 et 16 cycles par minute ; et - élevée si elle est supérieure ou égale à 17 cycles par minute. 15 En fonction des plages prédéterminées dans lesquelles se trouvent les paramètres surveillés, l'unité centrale 20 peut, au moyen d'une table de correspondance, déterminer l'état émotionnel de l'occupant surveillé et plus particulièrement le type de stress qu'il ressent, en temps réel. On notera qu'il est avantageux que le système 2 puisse identifier 20 l'occupant surveillé, notamment pour établir un niveau de référence des paramètres surveillés (fréquence cardiaque, variabilité cardiaque, etc.). Ce niveau de référence correspond à un état neutre, vers lequel il faut ramener l'occupant en cas de détection de stress positif ou négatif. Ainsi, ce niveau de référence peut être propre à chaque occupant. En outre, pour un occupant 25 donné, ce niveau de référence peut varier selon le moment de la journée et/ou de la semaine. La table ci-dessous donne un exemple de correspondance entre les valeurs des paramètres surveillés et l'état émotionnel et le type de stress de l'occupant, ainsi que des exemples d'actions pouvant être commandées par 7 l'unité centrale 20 en réponse à la détermination du type de stress affectant le conducteur ou les passagers du véhicule. Fréquence cardiaque Variabilité de la fréquence cardiaque Fréquence respiratoire Amplitude respiratoire Caractéristique(s) de l'état émotionnel de l'occupant (conducteur ou passager) Type de stress ressenti par l'occupant Exemples d'actions pouvant être effectuées par le système d'aide à la conduite Moyenne Moyenne Moyenne Moyenne Normal Neutre Aucune action n'est requise Élevée Élevée Moyenne à Moyenne à Joyeux / serein Positif - Autoriser une réduction de la distance de sécurité - Proposer la vaporisation de parfum dans l'habitacle - Proposer de modifier l'éclairage du véhicule élevée élevée Élevée Basse Moyenne à Moyenne à En colère / Négatif - Diminuer le volume sonore du système de divertissement - Augmenter la distance de sécurité élevée élevée Frustré / Agressif - Proposer d'activer la fonction massage du siège - Diminuer la température de consigne de l'habitacle - Diminuer la température de l'air soufflé dans l'habitacle - Augmenter la vitesse de ventilation de l'air soufflé Basse Élevée Moyenne à Moyenne à Songeur / Ennui / Négatif dans le - Proposer une pause au conducteur à une fréquence plus élevée basse basse Fatigué cas du - Diminuer la température de l'air dans l'habitacle -Proposer d'activer la fonction massage du siège conducteur conducteur (risque de baisse d'attention ou d'endormissem ent) Positif dans le - Diminuer localement l'intensité de l'éclairage de l'habitacle cas d'un passager Basse Basse Moyenne à Basse Triste / contrarié Négatif - Proposer d'augmenter le volume sonore du système de divertissement basse - Proposer la sélection d'une station à dominante musicale sur le système radio - Proposer d'activer la fonction massage du siège - Augmenter la distance de sécurité - Proposer la vaporisation de parfum dans l'habitacle 8 Le système d'aide à la conduite peut comporter des capteurs additionnels, tels que par exemple une caméra 24 apte à surveiller des paramètres supplémentaires permettant de déterminer un degré d'attention du conducteur (et éventuellement d'un ou plusieurs passager(s)). Ces paramètres 5 incluent par exemple la fréquence et/ou la durée des battements de paupières. On peut prévoir également des capteurs destinés à surveiller différents paramètres physiologiques du conducteur, et éventuellement d'un ou plusieurs passager(s), tel qu'un capteur de paramètres cutanés 26 permettant de surveiller des paramètres relatifs à la peau de l'occupant, comme par exemple la 10 température et la conductivité de la peau. On peut également prévoir un module de collecte de données 28, permettant de collecter des données relatives à l'environnement externe du véhicule et/ou à l'habitable du véhicule. Ce module peut également collecter des informations relatives à l'allure de conduite de la voiture, telles que la force d'actionnement de la commande de frein, le degré 15 d'oscillation du véhicule par rapport à l'axe de la route, etc. Les informations provenant du capteur photopléthysmographique 22 (et, le cas échéant, des capteurs additionnels 24, 26, 28) sont transmises à l'unité centrale 20 qui traitent ces informations pour déterminer le type et le niveau de stress ressenti par le conducteur, et éventuellement un ou plusieurs 20 passagers. En fonction du type et du niveau de stress ainsi déterminé, l'unité centrale 20 en déduit des actions à effectuer, dont des exemples sont donnés dans la table ci-dessus. Afin de pouvoir commander les actions indiquées, l'unité centrale 20 est reliée aux différents dispositifs de confort et de sécurité pouvant être activés, comme par exemple un système d'aide à la conduite 30, un système 25 de climatisation 32, le système d'actionnement des vitres 34, le système d'éclairage intérieur 36, le système de divertissement 38, les dispositifs de massage 40 équipant les sièges, un dispositif de vaporisation de parfum 42, etc. On notera que les différentes actions commandées par l'unité REVENDICATIONS1. Système (2) de gestion du stress d'un occupant d'un véhicule (1) automobile, le système (2) comportant une unité centrale (20) et au moins un capteur sans contact (22), le capteur sans contact (22) étant configuré pour mesurer la fréquence cardiaque et la variabilité de la fréquence cardiaque d'un occupant (3) du véhicule (1), l'unité centrale (20) étant configurée pour : - déterminer, en fonction des valeurs de fréquence cardiaque et de variabilité cardiaque fournies par le capteur sans contact (22), la nature du stress 10 affectant l'occupant (3) du véhicule (1) ; - commander l'activation d'une ou plusieurs fonction(s) de dispositifs de confort (32-42) et/ou de dispositifs de sécurité (30) du véhicule (1) de manière à modifier des paramètres relatifs au confort et/ou à la sécurité du véhicule (1). 2. Système (2) selon la revendication précédente, dans lequel le 15 capteur sans contact (22) est un capteur optique, par exemple un capteur photopléthysmographique (22). 3. Système (2) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la nature du stress affectant l'occupant (3) du véhicule (1) est déterminée par l'unité centrale (20) par comparaison des valeurs mesurées de fréquence 20 cardiaque et de variabilité cardiaque avec des plages de valeurs prédéterminées, par exemple trois plages de valeurs adjacentes. 4. Système (2) selon l'une des revendications précédentes, le système comportant un ou plusieurs capteur(s) additionnel(s), tels qu'une caméra (24) apte à mesurer un degré d'attention de l'occupant (3) et/ou un 25 capteur de paramètre cutanés 26 et/ou un module de collecte de données (28) relatives à l'environnement extérieur et/ou à l'ambiance intérieure du véhicule (1). 5. Système (2) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'unité centrale (20) est apte à activer des fonctions d'un ou plusieurs des 30 systèmes et dispositifs suivants : un système d'aide à la conduite (30), un système de climatisation (32), un système d'actionnement des vitres (34), un système d'éclairage intérieur (36), un système de divertissement (38), un dispositif de massage (40), un dispositif de vaporisation de parfum (42). 6. Procédé de gestion du stress d'un occupant d'un véhicule (1) 35 automobile, le procédé comportant les étapes suivantes : - mesurer, au moyen d'un capteur sans contact (22), la fréquence cardiaque et la variabilité de la fréquence cardiaque d'un occupant (3) du véhicule (1) ; - déterminer, en fonction des valeurs de fréquence cardiaque et de 5 variabilité cardiaque fournies par le capteur sans contact (22), la nature du stress affectant l'occupant (3) du véhicule (1) ; - commander l'activation d'une ou plusieurs fonction(s) de confort et/ou de sécurité du véhicule (1) de manière à modifier des paramètres relatifs au confort et/ou à la sécurité du véhicule (1). 10 7. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la mesure de la fréquence cardiaque et de la variabilité de la fréquence cardiaque comporte une étape de mesure photopléthysmographique. 8. Procédé selon l'un des revendications 6 et 7, dans lequel la nature du stress affectant l'occupant (3) du véhicule (1) est déterminée par comparaison des valeurs mesurées de fréquence cardiaque et de variabilité cardiaque avec des plages de valeurs prédéterminées respectives, par exemple trois plages de valeurs adjacentes. 9. Procédé selon l'un des revendications 6 à 8, dans lequel les fonctions pouvant être activées incluent des fonctions mises en oeuvre par un ou plusieurs des systèmes et dispositifs suivants : un système d'aide à la conduite (30), un système de climatisation (32), un système d'actionnement des vitres (34), un système d'éclairage intérieur (36), un système de divertissement (38), un dispositif de massage (40), un dispositif de vaporisation de parfum (42). 10. Véhicule automobile (1) comportant un système (2) conforme à 25 l'une des revendication 1 à 5 et/ou mettant en oeuvre un procédé conforme à l'une des revendications 7 à 9.