Brevet FR3127829A1 — publié le 20230407

PROCÉDÉ DE PILOTAGE D'UNE PLURALITÉ D'ACTIONNEURS HAPTIQUES Un aspect de l’invention concerne un procédé de pilotage simultané et en temps réel d'une pluralité d'actionneurs haptiques (33) par une pluralité de pilotes haptiques (3210), chaque pilote haptique (3210) étant associé à un actionneur haptique (33) de la pluralité d’actionneurs haptiques (33), le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : Réception d'un signal numérique échantillonné comprenant une pluralité d'échantillons, chaque échantillon comprenant une valeur de pilotage par pilote haptique (3210) de la pluralité de pilotes haptiques (3210) ; Pour chaque échantillon, extraction simultanée par chaque pilote haptique (3210), de la valeur de pilotage correspondante compris dans l’échantillon ; Pilotage de la pluralité d'actionneurs haptiques (33) par la pluralité de pilotes haptiques (3203), l'étape de pilotage (15) comprenant les sous-étapes suivantes pour chaque pilote haptique (3210) : conversion par le pilote haptique (3210) de la valeur de pilotage extraite en un signal d'activation de l'actionneur haptique (33) correspondant ; transmission du signal d'activation à l'actionneur haptique (33) correspondant. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 3 PROCÉDÉ DE PILOTAGE D'UNE PLURALITÉ D'ACTIONNEURS HAPTIQUES DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui des dispositifs haptiques et plus particulièrement celui du pilotage de dispositifs haptiques. La présente invention concerne un procédé de pilotage simultané et temps réel d'une pluralité d'actionneurs haptiques. La présente invention concerne également un dispositif, un système et un produit-programme d’ordinateur pour la mise en œuvre du procédé selon l’invention. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION La réalité virtuelle se développe et se démocratise dans un grand nombre de domaines, notamment le domaine des jeux vidéo, le domaine médical ou le domaine de l'aéronautique. Les casques de réalité virtuelle tirent parti de la fonction stéréoscopique de la vision humaine pour offrir une immersion audiovisuelle en trois dimensions au sein d'un jeu vidéo par exemple, permettant à un utilisateur d'interagir avec le milieu qui l'entoure. Malgré l’impression d'immersion offerte par les casques de réalité virtuelle, le potentiel de la réalité virtuelle n'est pas pleinement exploité et l'immersion reste incomplète du fait de l'absence d'un retour haptique convaincant afin qu'un utilisateur puisse ressentir des stimulations physiques qui remplacent et / ou accompagnent son expérience audiovisuelle. Il existe des systèmes à retour haptique permettant à l'utilisateur de ressentir les objets touchés virtuellement, par exemple des gants haptiques, qui produisent des sensations tactiles lorsqu'un utilisateur souhaite saisir un objet virtuel. Néanmoins les sensations tactiles ne sont perçues que de façon superficielle lors d'une immersion en réalité virtuelle. En effet, les dispositifs haptiques de réalité virtuelle souffrent de la faible fidélité des actionneurs vibrotactiles couramment employés et ne permettent pas de produire une illusion haptique crédible. Il existe un besoin d'améliorer les sensations d'un utilisateur lors d'une expérience de réalité virtuelle pour s’approcher des sensations ressenties quand la même expérience est vécue dans la réalité. L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant de piloter simultanément une pluralité d'actionneurs en faisant varier le signal d’activation des vibrations en sortie des actionneurs de façon arbitraire au cours du temps et avec une faible latence afin d'obtenir une expérience haptique permettant de simuler précisément les sensations ressenties lors d’une expérience réelle correspondante. Un aspect de l’invention concerne un procédé de pilotage simultané et en temps réel d'une pluralité d'actionneurs haptiques par une pluralité de pilotes haptiques, chaque pilote haptique étant associé à un actionneur haptique de la pluralité d’actionneurs haptiques, le procédé comportant les étapes suivantes : Réception d'un signal numérique échantillonné comprenant une pluralité d'échantillons, chaque échantillon comprenant une valeur de pilotage par pilote haptique de la pluralité de pilotes haptiques ; Pour chaque échantillon, extraction simultanée par chaque pilote haptique, de la valeur de pilotage correspondante comprise dans l’échantillon ; Pilotage de la pluralité d'actionneurs haptiques par la pluralité de pilotes haptiques, l'étape de pilotage comprenant les sous-étapes suivantes pour chaque pilote haptique : Conversion par le pilote haptique de la valeur de pilotage extraite en un signal d'activation de l'actionneur haptique correspondant ; Transmission du signal d'activation à l'actionneur haptique correspondant. Grâce à l’invention, une pluralité d'actionneurs haptiques est pilotée simultanément, grâce à un signal numérique échantillonné reçu. Chaque échantillon du signal numérique échantillonné reçu comprend des données permettant de piloter, de manière synchrone en valeur, chaque actionneur haptique et de faire varier la forme d’onde des vibrations des actionneurs haptiques dans une large plage de fréquences (par exemple comprise entre 0 et 1000 Hz), contrairement aux actionneurs haptiques de l'état de l'art qui souvent présentent uniquement un état inactivé ou un état activé dans lequel ils vibrent selon une loi dictée par leur réponse intrinsèque à un signal d'activation tout-ou-rien. Ainsi, les différentes formes d’onde reproduites par chaque actionneur permettent de simuler des sensations réalistes lors d'une expérience de réalité virtuelle. Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le procédé selon l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : Une étape de stockage du signal numérique reçu dans une mémoire tampon, réalisée avant l’étape d’extraction. Le signal numérique reçu est stocké dans la mémoire tampon sous la forme d’un tableau dont chaque ligne correspond à un échantillon et chaque colonne correspond à un actionneur haptique, chaque valeur de pilotage comprise dans le signal numérique reçu étant stockée à la ligne et à la colonne du tableau correspondant. L'étape de pilotage de la pluralité d'actionneurs haptiques n'est réalisée que si la mémoire tampon comprend un nombre de données supérieur ou égal à un seuil prédéterminé. Le procédé comprend en outre une étape de rééchantillonnage du signal numérique reçu, réalisée avant l’étape d’extraction. L’étape de rééchantillonnage est réalisée en utilisant un rapport d'échantillonnage égal au rapport entre une fréquence d'échantillonnage du signal numérique reçu et une fréquence d'échantillonnage de sortie. Lorsque le signal numérique est reçu selon le protocole USB©, le rapport d'échantillonnage est recalculé après une période temporelle définie. Le signal numérique reçu est un signal audionumérique. Le signal numérique reçu est reçu selon le protocole USB©, Wifi© ou Ethernet©. Un autre aspect de l'invention concerne un dispositif de pilotage configuré pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention, comprenant au moins un microcontrôleur comprenant au moins une mémoire, un processeur et une pluralité de pilotes haptiques. L'invention concerne également un système haptique comprenant : Une pluralité d'actionneurs haptiques à piloter ; Le dispositif de pilotage selon l’invention, configuré pour piloter la pluralité d’actionneurs haptiques. Le système haptique peut en outre comprendre un dispositif de commande configuré pour envoyer le signal numérique au dispositif de pilotage. Un autre aspect de l'invention concerne un produit-programme d’ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes du procédé de pilotage simultané d'une pluralité d'actionneurs haptiques. L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. est un schéma synoptique d'un procédé de pilotage selon l’invention. est une représentation schématique d’un dispositif de pilotage selon l’invention. est une représentation schématique d’un système haptique selon l’invention. Procédé (10) de pilotage simultané et en temps réel d'une pluralité d'actionneurs haptiques (33) par une pluralité de pilotes haptiques (3210), chaque pilote haptique (3210) étant associé à un actionneur haptique (33) de la pluralité d’actionneurs haptiques (33), le procédé (10) étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : Réception (11) d'un signal numérique échantillonné comprenant une pluralité d'échantillons, chaque échantillon comprenant une valeur de pilotage par pilote haptique (3210) de la pluralité de pilotes haptiques (3210) ; Pour chaque échantillon, extraction (14) simultanée par chaque pilote haptique (3210), de la valeur de pilotage correspondante compris dans l’échantillon ; Pilotage (15) de la pluralité d'actionneurs haptiques (33) par la pluralité de pilotes haptiques (3203), l'étape de pilotage (15) comprenant les sous-étapes suivantes pour chaque pilote haptique (3210) : conversion par le pilote haptique (3210) de la valeur de pilotage extraite en un signal d'activation de l'actionneur haptique (33) correspondant ; transmission du signal d'activation à l'actionneur haptique (33) correspondant. Procédé (10) selon la revendication 1, comprenant en outre une étape (13) de stockage du signal numérique reçu dans une mémoire tampon, réalisée avant l’étape (14) d’extraction. Procédé selon la revendication 2, selon lequel le signal numérique reçu est stocké dans la mémoire tampon sous la forme d’un tableau dont chaque ligne correspond à un échantillon et chaque colonne correspond à un actionneur haptique (33), chaque valeur de pilotage comprise dans le signal numérique reçu étant stockée à la ligne et à la colonne du tableau correspondant. Procédé (10) selon la revendication 2 ou 3, selon lequel l'étape (105) de pilotage de la pluralité d'actionneurs haptiques (33) n'est réalisée que si la mémoire tampon comprend un nombre de données supérieur ou égal à un seuil prédéterminé. Procédé (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une étape (12) de rééchantillonnage du signal numérique reçu, réalisée avant l’étape (14) d’extraction. Procédé (10) selon la revendication précédente, selon lequel l'étape (12) de rééchantillonnage est réalisée en utilisant un rapport d'échantillonnage égal au rapport entre une fréquence d'échantillonnage du signal numérique reçu et une fréquence d'échantillonnage de sortie. Procédé (10) selon la revendication 5 ou 6 selon lequel lorsque le signal numérique est reçu selon le protocole USB©, le rapport d'échantillonnage est recalculé après une période temporelle définie. Procédé (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, selon lequel le signal numérique reçu est un signal audionumérique. Procédé (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel le signal numérique reçu est reçu selon le protocole USB©, WiFi© ou Ethernet©. Dispositif de pilotage (32) configuré pour mettre en œuvre le procédé (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins un microcontrôleur comprenant au moins une mémoire (3205), un processeur (3202) et une pluralité de pilotes haptiques (3203). Système haptique (30) comprenant : Une pluralité d'actionneurs haptiques (33) à piloter ; Le dispositif de pilotage (32) selon la revendication 10, configuré pour piloter la pluralité d’actionneurs haptiques (33). Système haptique selon la revendication 11, comprenant en outre un dispositif de commande (31) configuré pour envoyer le signal numérique au dispositif de pilotage (32). Produit-programme d’ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes du procédé (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.