Brevet FR3123491A1 — publié le 20221202

Simulateur de conduite automobile comprenant un cockpit de véhicule automobile destiné à recevoir un conducteur, ce simulateur de conduite automobile comprenant, en outre, - un dispositif de réalité virtuelle configuré pour générer un contenu visuel; - un dispositif de suivi du regard du conducteur configuré pour estimer une direction du regard du conducteur ; - un projecteur de réalité virtuelle configuré pour projeter le contenu visuel dans la direction estimée du regard du conducteur. Figure pour l’abrégé : Fig.1 Simulateur de conduite automobile La présente invention a trait au domaine technique des simulateurs de conduite automobile, et plus particulièrement à l'utilisation de la réalité virtuelle dans ce domaine. Un simulateur de conduite automobile permet de simuler la conduite d'un véhicule automobile dans un environnement de conduite virtuel. Pour cela, un générateur de scènes routières couplé à un cockpit de véhicule automobile reproduisant au moins partiellement l'intérieur d'un véhicule automobile produit, selon un scénario de roulage prédéfini, des scènes routières. Ces scènes routières sont projetées par un projecteur sur un écran couvrant au moins partiellement le champ de vision du conducteur. Outre la scène routière, des informations additionnelles telles que des informations de navigation, des informations d'aide à la conduite et/ou des informations de loisir sont également projetées à l'attention du conducteur. Un inconvénient majeur des simulateurs de conduite existants est que les informations additionnelles sont souvent affichées dans une zone dédiée fixe de l'écran de projection, une sorte de fenêtre d’affichage virtuelle dans l’environnement de conduite virtuel. Cette fenêtre peut être source de contraintes techniques (position, dimensions maximales, résolution, contenus/animations possibles) limitant le champ des possibles lorsque l’on veut maquetter des interfaces Homme/Machine en réalité augmentée. Un objet de la présente invention est de remédier aux inconvénients précités. A cet effet, il est proposé un simulateur de conduite automobile comprenant un cockpit de véhicule automobile destiné à recevoir un conducteur, ce simulateur de conduite automobile comprenant, en outre, - un dispositif de réalité virtuelle configuré pour générer un contenu visuel; - un dispositif de suivi du regard du conducteur configuré pour estimer une direction du regard du conducteur ; - un projecteur de réalité virtuelle configuré pour projeter le contenu visuel dans la direction estimée du regard du conducteur. Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : - le dispositif de suivi du regard comprend au moins un capteur d'image, la direction du regard du conducteur étant estimée à partir d'au moins une image de la tête du conducteur acquise par le capteur d'image ; - le dispositif de suivi du regard comprend, en outre, au moins une source de lumière infrarouge ; - la direction du regard du conducteur est une orientation de la tête du conducteur ; - le simulateur de conduite automobile comprend, en outre, un générateur de scènes routières configuré pour générer une scène routière, un projecteur de scènes routières configuré pour projeter la scène routière générée sur un premier écran de projection, le contenu visuel généré étant associé à la scène routière générée ; - le projecteur de réalité virtuelle est configuré pour projeter, sur le premier écran de projection, le contenu visuel dans la direction estimée du regard du conducteur ; - le cockpit de véhicule automobile comprend un pare-brise, le projecteur de réalité virtuelle étant configuré pour projeter, sur le pare-brise, le contenu visuel dans la direction estimée du regard du conducteur ; - le simulateur de conduite automobile comprend, en outre, un deuxième écran de projection transparent disposé entre le conducteur et premier écran de projection, le projecteur de réalité virtuelle étant configuré pour projeter, sur ledit deuxième écran de projection transparent, le contenu visuel dans la direction estimée du regard du conducteur ; - le contenu visuel comprend une information d'aide à la conduite, une information de navigation, ou une information d'infodivertissement ; - l'intensité lumineuse du contenu visuel est supérieure à l'intensité lumineuse de la scène routière associée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement et de manière concrète à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation, laquelle est faite en référence à la figure annexée qui illustre schématiquement un simulateur de conduite automobile selon divers modes de réalisation. En se référant à la figure unique, il est affiché un simulateur 10 de conduite automobile comprenant un générateur 1 de scènes routières connecté à un cockpit 2 de véhicule automobile destiné à recevoir un conducteur 3 . Ce cockpit 2 de véhicule automobile comprend, de préférence, des éléments permettant au conducteur 3 de conduire le véhicule automobile simulé de la même manière qu'un véhicule automobile réel. Par exemple, le cockpit 2 de véhicule automobile est pourvu d'un tableau de bord, un volant, un pédalier, une boîte de vitesse, et un pare-brise. Pour une meilleure immersion, le cockpit 2 de véhicule automobile peut, en outre, comprendre des systèmes à retour d'effort, des systèmes de restitution sonore et/ou une plateforme dynamique permettant de mouvoir le cockpit 2 de véhicule automobile et le conducteur 3 (un simulateur de conduite dynamique). Le générateur 1 de scènes routières est configuré pour générer, selon un scénario de roulage prédéfini, des scènes routières dans un environnement de conduite virtuel. Ces scènes routières intègrent une modélisation dynamique du cockpit 2 de véhicule automobile et des images de synthèse (virtuelle) d'un environnement de conduite (une route, un paysage routier, et un trafic routier autour du véhicule automobile simulé). Le générateur 1 de scènes routières gère les entrées/sortie du cockpit 2 de véhicule automobile de sorte que les scènes routières générées soient au rythme de conduite du conducteur 3 . Les scènes routières sont projetées par au moins un projecteur 4 de scènes routières (notamment, un vidéoprojecteur) sur un écran 5 de projection. Cet écran 5 de projection peut être un écran cylindrique, sphérique ou à facettes. L'écran 5 de projection couvre, de préférence, les champs de vision central et périphérique du conducteur 3 . L'écran 5 de projection peut être fixe par rapport au sol ou, dans le cas d'un simulateur 10 de conduite automobile dynamique, mobile avec le cockpit 2 de véhicule automobile. Le simulateur 10 de conduite automobile comprend, en outre, un dispositif 6 de réalité virtuelle configuré pour générer un contenu visuel. Ce contenu visuel est destiné à être affiché à l'attention du conducteur 3 . Il peut comprendre - une information d'aide à la conduite telle que la détection d'objet ou d'obstacle, une inter-distance avec le véhicule automobile qui précède, ou une notification concernant l'activation/désactivation d'une fonction d'aide à la conduite ; - une information de navigation telle qu'une flèche indiquant un sens de circulation, un itinéraire, ou un drapeau indiquant l'arrivée à destination; - une information d'infodivertissement telle que le niveau de son de l’autoradio ou celui de la ventilation, la jauge de carburant, la température extérieure, une liste courte de stations de radio mémorisées, ou une liste des derniers contacts téléphoniques. Un dispositif 7 de suivi du regard (ou de suivi oculaire dit, en anglais, «eye tracking") du conducteur 3 est configuré pour estimer la direction du regard du conducteur 3 . Ce dispositif 7 de suivi du regard comprend, dans un mode de réalisation, au moins un capteur d'image, notamment une caméra frontale (orientée vers le conducteur 3 ). Une direction du regard du conducteur 3 est estimée à partir d'au moins une image de la tête du conducteur 3 acquise par le capteur d'image. Dans un mode de réalisation, le dispositif 7 de suivi du regard comprend au moins une source de lumière infrarouge destinée à éclairer les yeux du conducteur 3 pour permettre un suivi de la direction du regard du conducteur 3 y compris en ambiance lumineuse faible ou de nuit. Une pluralité d'images acquises par une caméra frontale, de préférence à large champ de vision, permet ainsi de suivre la direction du regard du conducteur 3 . Dans un autre mode de réalisation, la direction du regard du conducteur est considérée égale à l'orientation de la tête du conducteur 3 , à l’orientation des pupilles du conducteur 3 , ou à une combinaison de ces deux orientations. Un projecteur 8 de réalité virtuelle (tel qu'un vidéoprojecteur) est configuré pour projeter le contenu visuel généré par le dispositif 6 de réalité virtuelle dans la direction estimée du regard du conducteur 3 . Dans un premier mode de réalisation, le projecteur 8 de réalité virtuelle est configuré pour projeter le contenu visuel sur le même écran 5 de projection que le projecteur 4 de scènes routières. Dans un deuxième mode de réalisation, le contenu visuel est projeté par le projecteur 8 de réalité virtuelle sur le pare-brise du cockpit 2 de véhicule automobile. Dans un troisième mode de réalisation, le contenu visuel est projeté par le projecteur 8 de réalité virtuelle sur un écran 5 de projection transparent disposé entre le conducteur 3 et l'écran 5 de projection. Il en résulte, avantageusement, pour le conducteur 3 , une superposition du contenu visuel (une image flottante) et de la scène routière. La zone de projection du contenu visuel est au point de fixation du regard du conducteur 3 . Cette zone de projection suit la direction du regard du conducteur 3 . Ainsi, le conducteur 3 perçoit toujours le contenu visuel dans son champ de vision central. En outre, il est, avantageusement, possible d’afficher des informations différentes en fonction de l’orientation du regard du conducteur 3 . En étant connecté au générateur 1 de scènes routières, le dispositif 6 de réalité virtuelle génère un contenu visuel associé à une scène routière prédéfinie. Autrement dit, un élément visuel généré par le dispositif 6 de réalité virtuelle est destiné à être superposé à une scène routière spécifique du scénario de roulage à projeter par le projecteur 4 de scènes routières. En outre, cet élément visuel est destiné à être superposé à la scène routière correspondante à une position déterminée en temps réel par la direction actuelle du regard du conducteur 3 . Un premier scénario de contenus visuels et un deuxième scénario de scènes routières associés sont, ainsi, en projection de façon synchrone par, respectivement, le projecteur 8 de réalité virtuelle et le projecteur 4 de scènes routières. En suivant en temps réel la direction du regard du conducteur 3 , il existe aussi une synchronisation spatiale entre le scénario de contenus visuels et le comportement du conducteur 3 . La direction dans laquelle est projeté le contenu visuel est asservie par la direction du regard du conducteur 3 . Il en résulte pour le conducteur 3 une projection sur l'écran 5 de projection de scènes routières auxquelles sont rajoutées en réalité virtuelle des informations additionnelles dans son champ de vision principal. Ces informations additionnelles sont, par exemple, une inter-distance avec un véhicule automobile qui le précède, une signalisation routière, un itinéraire, ou une information concernant le véhicule automobile simulé. Ceci permet, avantageusement, d'améliorer l'expérience immersive du conducteur. Afin de mettre en évidence le contenu visuel, son intensité lumineuse est, dans un mode de réalisation, supérieure à l'intensité lumineuse de la scène routière correspondante. Plus généralement, le contenu visuel est à intensité lumineuse variable. Par exemple, à l'approche d'un piéton ou d'une zone de danger alors que le véhicule automobile simulé circule à une vitesse inadaptée, ou lorsque la distance séparant le véhicule automobile simulé d'un véhicule automobile qui le précède est inférieure à un seuil prédéfini, l'intensité lumineuse du contenu visuel est choisie supérieure à celle de la scène routière correspondante. Simulateur ( 10 ) de conduite automobile comprenant un cockpit ( 2 ) de véhicule automobile destiné à recevoir un conducteur ( 3 ), ce simulateur ( 10 ) de conduite automobile étant caractérisé en ce qu 'il comprend, en outre, - un dispositif ( 6 ) de réalité virtuelle configuré pour générer un contenu visuel; - un dispositif ( 7 ) de suivi du regard du conducteur configuré pour estimer une direction du regard du conducteur ; - un projecteur ( 8 ) de réalité virtuelle configuré pour projeter le contenu visuel dans la direction estimée du regard du conducteur. Simulateur ( 10 ) de conduite automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif ( 7 ) de suivi du regard comprend au moins un capteur d'image, la direction du regard du conducteur ( 3 ) étant estimée à partir d'au moins une image de la tête du conducteur ( 3 ) acquise par le capteur d'image. Simulateur ( 10 ) de conduite automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif ( 7 ) de suivi du regard comprend, en outre, au moins une source de lumière infrarouge. Simulateur ( 10 ) de conduite automobile selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la direction du regard du conducteur ( 3 ) est une orientation de la tête du conducteur ( 3 ). Simulateur ( 10 ) de conduite automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu 'il comprend, en outre, un générateur ( 1 ) de scènes routières configuré pour générer une scène routière, un projecteur ( 4 ) de scènes routières configuré pour projeter la scène routière générée sur un premier écran ( 5 ) de projection, le contenu visuel généré étant associé à la scène routière générée. Simulateur ( 10 ) de conduite automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le projecteur ( 8 ) de réalité virtuelle est configuré pour projeter, sur le premier écran ( 5 ) de projection, le contenu visuel dans la direction estimée du regard du conducteur ( 3 ). Simulateur ( 10 ) de conduite automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le cockpit ( 2 ) de véhicule automobile comprend un pare-brise, le projecteur ( 8 ) de réalité virtuelle étant configuré pour projeter, sur le pare-brise, le contenu visuel dans la direction estimée du regard du conducteur ( 3 ). Simulateur ( 10 ) de conduite automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu 'il comprend, en outre, un deuxième écran ( 5 ) de projection transparent disposé entre le conducteur ( 3 ) et premier écran ( 5 ) de projection, le projecteur ( 8 ) de réalité virtuelle étant configuré pour projeter, sur ledit deuxième écran ( 5 ) de projection transparent, le contenu visuel dans la direction estimée du regard du conducteur ( 3 ). Simulateur ( 10 ) de conduite automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contenu visuel comprend une information d'aide à la conduite, une information de navigation, ou une information d'infodivertissement. Simulateur ( 10 ) de conduite automobile selon l’une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que l'intensité lumineuse du contenu visuel est supérieure à l'intensité lumineuse de la scène routière associée.