Brevet FR3108297A1 — publié le 20210924

Dispositif pour assister un conducteur (1) à la reprise en mode de conduite manuelle d’un véhicule autonome, comportant des moyens de guidage configurés pour guider la respiration du conducteur (1) à une fréquence respiratoire prédéterminée, de manière à atteindre un état de cohérence cardiaque. Figure 1 Dispositif et procédé pour assister un conducteur à la reprise en mode de conduite manuelle d’un véhicule autonome L’invention se rapporte au domaine technique des systèmes avancés d’aide à la conduite (ADAS pour « Advanced Driver-Assistance Systems » en langue anglaise) possédant un mode autonome du véhicule. L’invention trouve notamment son application lorsque le mode autonome est désactivé et que le conducteur doit reprendre en mains le véhicule. État de l’art Un dispositif connu de l’état de la technique, notamment du document FR 3 082 490, est un dispositif pour assister un conducteur à la reprise en mode de conduite manuelle d’un véhicule autonome. Ce dispositif comporte un module de signalisation lumineuse indiquant que le conducteur doit reprendre en mains le véhicule, lorsque les circonstances de roulage l’exigent. Un tel dispositif de l’état de la technique n’est pas entièrement satisfaisant dans la mesure où il ne tient pas entièrement compte du stress du conducteur pouvant être occasionné par la reprise en mode de conduite manuelle. Le stress du conducteur peut alors engendrer des réactions inappropriées, voire dangereuses, comme un freinage violent ou un changement brutal de direction lors de la reprise en mode de conduite manuelle. L’invention vise à remédier en tout ou partie aux inconvénients précités. A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif pour assister un conducteur à la reprise en mode de conduite manuelle d’un véhicule autonome, comportant des moyens de guidage configurés pour guider la respiration du conducteur à une fréquence respiratoire prédéterminée, de manière à atteindre un état de cohérence cardiaque. Définitions - Par « fréquence respiratoire », on entend le nombre de cycles respiratoires par unité de temps (généralement une minute). Chaque cycle respiratoire comporte une inspiration suivie d’une expiration. - Par « état de cohérence cardiaque », on entend un état particulier de la variabilité cardiaque qui est un état d’harmonie des fonctions vitales induit par une fréquence respiratoire particulière. Le principal effet est un ressenti quasi immédiat d’apaisement et de calme. La tension artérielle et le pouls diminuent. L’état de cohérence cardiaque permet aussi de diminuer le taux de cortisol sanguin et salivaire, et par là-même le stress. Des études ont été menées depuis les années 1990, notamment par W.A. Tiller et R. McCraty. Par exemple, on peut citer comme publications scientifiques W.A. Tiller et al, « Cardiac coherence : a new, nonivasive measure of autonomic nervous system disorder », Altern. Ther. Health Med., vol.2, n°1, 1996, et R. McCraty et al., « The effects of emotions on short term heart rate variability using power spectrum analysis », Am. J. Cardiol., vol.76, n°14, 1995. Ainsi, un tel dispositif selon l’invention permet de diminuer le stress du conducteur en amont d’une reprise en mode de conduite manuelle d’un véhicule autonome, en le guidant vers une fréquence respiratoire prédéterminée, de manière à atteindre un état de cohérence cardiaque. Il en résulte pour le conducteur une meilleure stabilité émotionnelle, une meilleure clarté mentale, ou encore plus de vigilance. Un tel dispositif selon l’invention permet donc d’éviter des réactions inappropriées du conducteur, voire dangereuses, comme un freinage violent ou un changement brutal de direction lors de la reprise en mode de conduite manuelle. Le dispositif selon l’invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes. Selon une caractéristique de l’invention, la fréquence respiratoire prédéterminée correspond à 5 ou 6 cycles respiratoires par minute. Ainsi, un avantage procuré est d’atteindre un état de cohérence cardiaque. Selon une caractéristique de l’invention, la fréquence respiratoire prédéterminée correspond à 5 cycles respiratoires par minute, chaque cycle respiratoire étant choisi parmi : - un cycle respiratoire comportant une inspiration de 6 secondes et une expiration de 6 secondes, - un cycle respiratoire comportant une inspiration de 5 secondes et une expiration de 7 secondes, - cycle respiratoire comportant une inspiration de 4 secondes et une expiration de 8 secondes. Les cycles respiratoires avec les phases d’expirations les plus longues (7 et 8 secondes) tendent à plus de relaxation. Selon une caractéristique de l’invention, la fréquence respiratoire prédéterminée correspond à 6 cycles respiratoires par minute, chaque cycle respiratoire comportant une inspiration de 5 secondes et une expiration de 5 secondes. Selon une caractéristique de l’invention, les moyens de guidage sont configurés pour guider la respiration du conducteur en diminuant progressivement la fréquence respiratoire du conducteur jusqu’à obtenir la fréquence respiratoire prédéterminée. Ainsi, un avantage procuré est par la diminution progressive de la fréquence respiratoire du conducteur est d’éviter les risques d’hyperventilation et d’améliorer l’agrément de l’exercice. Selon une caractéristique de l’invention, la fréquence respiratoire prédéterminée correspond à 5 cycles respiratoires par minute, et les moyens de guidage sont configurés pour guider la respiration du conducteur vers : - des premiers cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 3 secondes et une expiration de 3 secondes, puis vers - des deuxièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 4 secondes et une expiration de 4 secondes, puis vers - des troisièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 4 secondes et une expiration de 6 secondes, puis vers - des quatrièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 5 secondes et une expiration de 6 secondes, puis vers - des cinquièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 6 secondes et une expiration de 6 secondes, et correspondant à la fréquence respiratoire prédéterminée. Ainsi, un avantage procuré est de diminuer progressivement la fréquence respiratoire en augmentant progressivement la durée des phases d’inspiration et d’expiration de manière dissymétrique. En effet, il est plus aisé pour le conducteur d’augmenter la durée des phases d’expiration que celle des phases d’inspiration. Selon une caractéristique de l’invention, la fréquence respiratoire prédéterminée correspond à 5 cycles respiratoires par minute, et les moyens de guidage sont configurés pour guider la respiration du conducteur vers : - des premiers cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 3 secondes et une expiration de 3 secondes, puis vers - des deuxièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 4 secondes et une expiration de 4 secondes, puis vers - des troisièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 5 secondes et une expiration de 5 secondes, puis vers - des quatrièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 6 secondes et une expiration de 6 secondes, et correspondant à la fréquence respiratoire prédéterminée. Ainsi, un avantage procuré est de diminuer progressivement la fréquence respiratoire en augmentant progressivement la durée des phases d’inspiration et d’expiration de manière symétrique. Selon une caractéristique de l’invention, les moyens de guidage comportent au moins un élément de guidage choisi parmi un système visuel, un système sonore, un système haptique, et configuré pour guider la respiration du conducteur à une fréquence respiratoire prédéterminée, de manière à atteindre un état de cohérence cardiaque. Ainsi, un avantage procuré est d’obtenir un guidage multisensoriel de la respiration du conducteur à la fréquence respiratoire prédéterminée. Ces modalités visuelles et/ou sonores et/ou haptiques de guidage de la respiration permettent d’obtenir une synergie pour atteindre rapidement la fréquence respiratoire prédéterminée et un état de cohérence cardiaque. L’invention a également pour objet un véhicule comportant un dispositif conforme à l’invention. L’invention a enfin pour objet un procédé pour assister un conducteur à la reprise en mode de conduite manuelle d’un véhicule autonome, comportant une étape a) consistant à guider la respiration du conducteur à une fréquence respiratoire prédéterminée de manière à atteindre un état de cohérence cardiaque. D’autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans l’exposé détaillé de différents modes de réalisation de l’invention, l’exposé étant assorti d’exemples et de références aux dessins joints. Figure 1 est une vue schématique en perspective d’un habitacle d’un véhicule, illustrant un dispositif selon l’invention. Il est à noter que le dessin décrit ci-avant est schématique, et n’est pas nécessairement à l’échelle par souci de lisibilité et pour en simplifier sa compréhension. Exposé détaillé des modes de réalisation Les éléments identiques ou assurant la même fonction porteront les mêmes références pour les différents modes de réalisation, par souci de simplification. Un objet de l’invention est un dispositif pour assister un conducteur 1 à la reprise en mode de conduite manuelle d’un véhicule autonome, comportant des moyens de guidage configurés pour guider la respiration du conducteur 1 à une fréquence respiratoire prédéterminée, de manière à atteindre un état de cohérence cardiaque. Moyens de guidage Les moyens de guidage comportent avantageusement au moins un élément de guidage choisi parmi un système visuel 2, un système sonore 3, un système haptique 4. Le ou les éléments de guidage 2, 3, 4 sont configurés pour guider la respiration du conducteur 1 à une fréquence respiratoire prédéterminée, de manière à atteindre un état de cohérence cardiaque. A titre d’exemples non limitatifs, le système visuel 2 peut être une jauge, une barre de progression, un cercle progression sur un témoin lumineux. Le système visuel 2 peut indiquer une durée d’une phase d’inspiration ou d’une phase d’expiration. Le système sonore 3 peut comporter un haut-parleur produisant un son correspondant à des instructions à suivre pour le conducteur 1 afin de guider sa respiration à la fréquence respiratoire prédéterminée. Selon une alternative, le système sonore 3 est avantageusement configuré pour produire : - un premier son, marquant le début des phases d’inspiration et d’expiration du conducteur 1, - un deuxième son, accompagnant les phases d’inspiration et d’expiration du conducteur 1. Le système haptique 4 peut comporter un capteur haptique permettant, à l’aide du toucher du conducteur 1, de lui indiquer une transition à effectuer entre une phase d’inspiration et une phase d’expiration. A titre d’exemple non limitatif, le système haptique 4 peut comporter des actionneurs (« actuators » en langue anglaise) vibrants, agencés à l’intérieur du siège du conducteur 1 pour produire un mouvement vertical le long du dos du conducteur 1, de manière à guider la respiration du conducteur 1, c'est-à-dire guider le conducteur 1 pour les phases d’inspiration et d’expiration. Le système visuel 2, le système sonore 3, et le système haptique 3 peuvent appartenir à une interface homme-machine. L’interface homme-machine peut être intégrée à la console centrale de la planche de bord du véhicule. Les moyens de guidage peuvent être activés ou désactivés manuellement par le conducteur 1. Fréquence respiratoire prédéterminée La fréquence respiratoire prédéterminée correspond avantageusement à 5 ou 6 cycles respiratoires par minute. Lorsque la fréquence respiratoire prédéterminée correspond à 5 cycles respiratoires par minute, chaque cycle respiratoire est avantageusement choisi parmi : - un cycle respiratoire comportant une inspiration de 6 secondes et une expiration de 6 secondes, - un cycle respiratoire comportant une inspiration de 5 secondes et une expiration de 7 secondes, - cycle respiratoire comportant une inspiration de 4 secondes et une expiration de 8 secondes. Lorsque la fréquence respiratoire prédéterminée correspond à 6 cycles respiratoires par minute, chaque cycle respiratoire comporte avantageusement une inspiration de 5 secondes et une expiration de 5 secondes. Les moyens de guidage sont avantageusement configurés pour guider un maintien de la respiration du conducteur 1 à la fréquence de respiration prédéterminée pendant une durée comprise entre 2 minutes et 5 minutes. Guidage progressif de la respiration Les moyens de guidage sont avantageusement configurés pour guider la respiration du conducteur 1 en diminuant progressivement la fréquence respiratoire du conducteur 1 jusqu’à obtenir la fréquence respiratoire prédéterminée. Lorsque la fréquence respiratoire prédéterminée correspond à 5 cycles respiratoires par minute, les moyens de guidage sont avantageusement configurés pour guider la respiration du conducteur 1 vers : - des premiers cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 3 secondes et une expiration de 3 secondes, puis vers - des deuxièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 4 secondes et une expiration de 4 secondes, puis vers - des troisièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 4 secondes et une expiration de 6 secondes, puis vers - des quatrièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 5 secondes et une expiration de 6 secondes, puis vers - des cinquièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 6 secondes et une expiration de 6 secondes, et correspondant à la fréquence respiratoire prédéterminée. Selon une alternative, lorsque la fréquence respiratoire prédéterminée correspond à 5 cycles respiratoires par minute, les moyens de guidage peuvent être configurés pour guider la respiration du conducteur 1 vers : - des premiers cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 3 secondes et une expiration de 3 secondes, puis vers - des deuxièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 4 secondes et une expiration de 4 secondes, puis vers - des troisièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 5 secondes et une expiration de 5 secondes, puis vers - des quatrièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 6 secondes et une expiration de 6 secondes, et correspondant à la fréquence respiratoire prédéterminée. Véhicule Un objet de l’invention est un véhicule comportant un dispositif conforme à l’invention. Le dispositif est avantageusement connecté à un système avancé d’aide à la conduite (ADAS pour « Advanced Driver-Assistance Systems » en langue anglaise) possédant un mode autonome du véhicule. Le dispositif conforme à l’invention est configuré pour coopérer avec le système avancé d’aide à la conduite. Dans le cas d’une sortie du mode autonome du véhicule, celle-ci peut être programmée et donc connue du système avancé d’aide à la conduite. Le système avancé d’aide à la conduite est avantageusement configuré pour émettre une alerte au conducteur 1 avant la sortie du mode autonome du véhicule. A titre d’exemple non limitatif, l’alerte peut être émise une minute avant la sortie du mode autonome du véhicule. La sortie du mode autonome du véhicule peut être communiquée en amont au dispositif conforme à l’invention par le système avancé d’aide à la conduite. Les moyens de guidage du dispositif conforme à l’invention sont avantageusement activés avant l’émission de l’alerte au conducteur 1, par exemple 6 minutes avant l’émission de l’alerte. Le guidage de la respiration du conducteur 1 peut alors durer 5 minutes avec une durée d’attente d’une minute avant l’émission de l’alerte afin d’éviter un enchaînement trop brusque. Procédé Un objet de l’invention est un procédé pour assister un conducteur 1 à la reprise en mode de conduite manuelle d’un véhicule autonome, comportant une étape a) consistant à guider la respiration du conducteur 1 à une fréquence respiratoire prédéterminée de manière à atteindre un état de cohérence cardiaque. L’étape a) est avantageusement exécutée de sorte que la fréquence respiratoire prédéterminée correspond à 5 ou 6 cycles respiratoires par minute. Lorsque l’étape a) est exécutée de sorte que la fréquence respiratoire prédéterminée correspond à 5 cycles respiratoires par minute, chaque cycle respiratoire est avantageusement choisi parmi : - un cycle respiratoire comportant une inspiration de 6 secondes et une expiration de 6 secondes, - un cycle respiratoire comportant une inspiration de 5 secondes et une expiration de 7 secondes, - cycle respiratoire comportant une inspiration de 4 secondes et une expiration de 8 secondes. Lorsque l’étape a) est exécutée de sorte que la fréquence respiratoire prédéterminée correspond à 6 cycles respiratoires par minute, chaque cycle respiratoire comporte avantageusement une inspiration de 5 secondes et une expiration de 5 secondes. L’étape a) est avantageusement exécutée de manière à guider la respiration du conducteur 1 en diminuant progressivement la fréquence respiratoire du conducteur jusqu’à obtenir la fréquence respiratoire prédéterminée. Selon un premier mode de mise en œuvre, lorsque l’étape a) est exécutée de sorte que la fréquence respiratoire prédéterminée correspond à 5 cycles respiratoires par minute, l’étape a) comporte avantageusement les étapes successives : a 1 ) guider la respiration du conducteur 1 vers des premiers cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 3 secondes et une expiration de 3 secondes ; a 2 ) guider la respiration du conducteur 1 vers des deuxièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 4 secondes et une expiration de 4 secondes ; a 3 ) guider la respiration du conducteur 1 vers des troisièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 4 secondes et une expiration de 6 secondes ; a 4 ) guider la respiration du conducteur 1 vers des quatrièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 5 secondes et une expiration de 6 secondes ; a 5 ) guider la respiration du conducteur 1 vers des cinquièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 6 secondes et une expiration de 6 secondes, et correspondant à la fréquence respiratoire prédéterminée. Selon un deuxième mode de mise en œuvre, lorsque l’étape a) est exécutée de sorte que la fréquence respiratoire prédéterminée correspond à 5 cycles respiratoires par minute, l’étape a) comporte avantageusement les étapes successives : a’ 1 ) guider la respiration du conducteur 1 vers des premiers cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 3 secondes et une expiration de 3 secondes ; a’ 2 ) guider la respiration du conducteur 1 vers des deuxièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 4 secondes et une expiration de 4 secondes ; a’ 3 ) guider la respiration du conducteur 1 vers des troisièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 5 secondes et une expiration de 5 secondes ; a’ 4 ) guider la respiration du conducteur 1 vers des quatrièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 6 secondes et une expiration de 6 secondes, et correspondant à la fréquence respiratoire prédéterminée. L’étape a) est avantageusement exécutée par l’intermédiaire d’au moins un élément de guidage de la respiration du conducteur 1, choisi parmi un système visuel 2, un système sonore 3, un système haptique 4, le ou les éléments de guidage étant configurés pour guider la respiration du conducteur 1 à une fréquence respiratoire prédéterminée, de manière à atteindre un état de cohérence cardiaque. L’invention ne se limite pas aux modes de réalisation exposés. L’homme du métier est mis à même de considérer leurs combinaisons techniquement opérantes, et de leur substituer des équivalents. Dispositif pour assister un conducteur (1) à la reprise en mode de conduite manuelle d’un véhicule autonome, comportant des moyens de guidage configurés pour guider la respiration du conducteur (1) à une fréquence respiratoire prédéterminée, de manière à atteindre un état de cohérence cardiaque. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la fréquence respiratoire prédéterminée correspond à 5 ou 6 cycles respiratoires par minute. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la fréquence respiratoire prédéterminée correspond à 5 cycles respiratoires par minute, chaque cycle respiratoire étant choisi parmi : - un cycle respiratoire comportant une inspiration de 6 secondes et une expiration de 6 secondes, - un cycle respiratoire comportant une inspiration de 5 secondes et une expiration de 7 secondes, - cycle respiratoire comportant une inspiration de 4 secondes et une expiration de 8 secondes. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la fréquence respiratoire prédéterminée correspond à 6 cycles respiratoires par minute, chaque cycle respiratoire comportant une inspiration de 5 secondes et une expiration de 5 secondes. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel les moyens de guidage sont configurés pour guider la respiration du conducteur (1) en diminuant progressivement la fréquence respiratoire du conducteur (1) jusqu’à obtenir la fréquence respiratoire prédéterminée. Dispositif selon la revendication 5 en combinaison avec la revendication 2, dans lequel la fréquence respiratoire prédéterminée correspond à 5 cycles respiratoires par minute, et dans lequel les moyens de guidage sont configurés pour guider la respiration du conducteur (1) vers : - des premiers cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 3 secondes et une expiration de 3 secondes, puis vers - des deuxièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 4 secondes et une expiration de 4 secondes, puis vers - des troisièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 4 secondes et une expiration de 6 secondes, puis vers - des quatrièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 5 secondes et une expiration de 6 secondes, puis vers - des cinquièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 6 secondes et une expiration de 6 secondes, et correspondant à la fréquence respiratoire prédéterminée. Dispositif selon la revendication 5 en combinaison avec la revendication 2, dans lequel la fréquence respiratoire prédéterminée correspond à 5 cycles respiratoires par minute, et dans lequel les moyens de guidage sont configurés pour guider la respiration du conducteur (1) vers : - des premiers cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 3 secondes et une expiration de 3 secondes, puis vers - des deuxièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 4 secondes et une expiration de 4 secondes, puis vers - des troisièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 5 secondes et une expiration de 5 secondes, puis vers - des quatrièmes cycles respiratoires, comportant chacun une inspiration de 6 secondes et une expiration de 6 secondes, et correspondant à la fréquence respiratoire prédéterminée. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel les moyens de guidage comportent au moins un élément de guidage choisi parmi un système visuel (2), un système sonore (3), un système haptique (4), et configuré pour guider la respiration du conducteur (1) à une fréquence respiratoire prédéterminée, de manière à atteindre un état de cohérence cardiaque. Véhicule, comportant un dispositif selon l’une des revendications 1 à 8. Procédé pour assister un conducteur (1) à la reprise en mode de conduite manuelle d’un véhicule autonome, comportant une étape a) consistant à guider la respiration du conducteur (1) à une fréquence respiratoire prédéterminée de manière à atteindre un état de cohérence cardiaque.