FR3028741B1 - DEVICE FOR MEASURING THE HEART RATE OF THE DRIVER OF A VEHICLE - Google Patents

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Abstract

L'invention porte sur un dispositif de mesure du rythme cardiaque du conducteur d'un véhicule, comprenant : - au moins une caméra (10), - des moyens d'illumination (11) du visage (3) du conducteur, - ladite au moins une caméra (10) et lesdits moyens d'illumination (11) étant placés face au conducteur. Lesdits moyens d'illumination (11) éclairent le visage (3) du conducteur par de la lumière infrarouge, et ladite au moins une caméra (10) capture des images du visage à travers un filtre infrarouge (12), de telle sorte que les images obtenues sont caractéristiques de la présence d'hémoglobine sous la surface de la peau. Le dispositif selon l'invention comprend par ailleurs des moyens de détermination de l'afflux sanguin sous la peau du visage du conducteur (2) à partir de ladite image, ainsi que des moyens de détermination du rythme cardiaque du conducteur (2) en fonction de l'évolution dans le temps dudit afflux sanguin.The invention relates to a device for measuring the cardiac rhythm of the driver of a vehicle, comprising: at least one camera (10), illumination means (11) for the driver's face (3), at least one camera (10) and said illumination means (11) being placed facing the driver. Said illumination means (11) illuminate the face (3) of the conductor with infrared light, and said at least one camera (10) captures images of the face through an infrared filter (12), so that Images obtained are characteristic of the presence of hemoglobin under the surface of the skin. The device according to the invention furthermore comprises means for determining the blood flow under the skin of the driver's face (2) from said image, as well as means for determining the cardiac rhythm of the driver (2) according to the evolution in time of the blood flow.

Description

DISPOSITIF DE MESURE DU RYTHME CARDIAQUE DU CONDUCTEUR D’UN VEHICULEDEVICE FOR MEASURING THE HEART RATE OF THE DRIVER OF A VEHICLE

[001] L'invention concerne, de façon générale, les interfaces homme-machine, en particulier dédiées aux véhicules automobiles, les systèmes d’aide à la conduite et le monitoring de l’état, en particulier physiologique, du conducteur d’un véhicule.[001] The invention relates generally to man-machine interfaces, in particular dedicated to motor vehicles, driving assistance systems and the monitoring of the state, in particular physiological, of the driver of a vehicle. vehicle.

[002] L’invention a également vocation à améliorer le confort et le bien-être à bord des véhicules automobiles.[002] The invention also aims to improve the comfort and well-being on board motor vehicles.

[003] L’invention porte plus particulièrement sur un dispositif permettant la surveillance de l’état physiologique du conducteur d’un véhicule automobile, par l’intermédiaire de moyens originaux configurés pour mesurer certains paramètres physiologique, comme le rythme cardiaque ou le rythme respiratoire.[003] The invention relates more particularly to a device for monitoring the physiological state of the driver of a motor vehicle, by means of original means configured to measure certain physiological parameters, such as heart rate or breathing rate .

[004] Le problème général auquel la présente invention se propose d’apporter une solution concerne par conséquent la surveillance de l’état, en particulier physiologique, du conducteur d’un véhicule, dans le but de déterminer son niveau de vigilance, ou de détecter un problème de santé tel qu’une crise cardiaque, ou encore un assoupissement.[004] The general problem to which the present invention proposes to provide a solution therefore relates to the monitoring of the state, in particular physiological, of the driver of a vehicle, in order to determine his level of vigilance, or detect a health problem such as a heart attack, or a drowsiness.

[005] La surveillance de paramètres physiologiques, notamment du conducteur d’un véhicule, a déjà fait l’objet d’études et de développement.[005] The monitoring of physiological parameters, including the driver of a vehicle, has already been the subject of studies and development.

[006] II est connu, par exemple, de mesurer les paramètres physiologiques suivant d’une personne : - le rythme cardiaque, par électrocardiogramme, - le niveau de sudation, par la mesure de la conductance cutanée - SCL pour Skin Conductance Level en anglais, ou par la technique du réflexe cutané galvanique - Galnanic Skin Response en anglais, - la température corporelle, - le rythme cardiaque et le taux d’oxygénation du sang, par la technique de photopléthysmographie ou par la technique de l’oxymétrie de pouls.[006] It is known, for example, to measure the following physiological parameters of a person: - the heart rate, by electrocardiogram, - the level of sweating, by the measurement of cutaneous conductance - SCL for Skin Conductance Level in English or Galvanic Skin Response technique - body temperature, - heart rate and blood oxygenation, by photoplethysmography or pulse oximetry.

[007] L’inconvénient majeur des techniques classiques de mesure de ces paramètres physiologiques réside dans le fait qu’elles nécessitent un contact avec le corps, ainsi qu’une continuité et une qualité de mesure élevée pour fournir des mesures fiables. Cela engendre bien entendu de nombreuses difficultés dans un environnement d’habitacle de véhicule automobile, d’autant plus qu’il n’est pas sérieusement envisageable d’équiper le conducteur d’un véhicule de capteurs disposés sur son corps.[007] The major disadvantage of conventional techniques for measuring these physiological parameters lies in the fact that they require contact with the body, as well as continuity and high measurement quality to provide reliable measurements. This naturally causes many difficulties in a passenger environment of a motor vehicle, especially since it is not seriously conceivable to equip the driver of a vehicle with sensors arranged on his body.

[008] Pour répondre à cette problématique générale, les technologies actuelles proposent un dispositif installé sur le volant, en vue de réaliser des mesures de paramètres physiologiques par contact, électrocardiogramme, mesure de la conductance cutanée, mesure du réflexe cutané galvanique, mesure de la température corporelle ou oxymétrie de pouls. C’est notamment en ce sens qu’a été proposé le dispositif décrit dans le document WO2014128273. Cependant, le contact entre la peau du conducteur et de tels dispositifs aménagés sur le volant n’est pas permanent. De plus, les mouvements des mains sur le volant produisent de nombreux artéfacts dans les mesures dont la fiabilité est par conséquent incertaine.[008] To answer this general problem, current technologies propose a device installed on the steering wheel, in order to perform measurements of physiological parameters by contact, electrocardiogram, measurement of cutaneous conductance, measurement of the galvanic cutaneous reflex, measurement of the body temperature or pulse oximetry. It is notably in this sense that the device described in WO2014128273 has been proposed. However, the contact between the driver's skin and such devices arranged on the steering wheel is not permanent. In addition, the movements of the hands on the steering wheel produce many artifacts in the measurements whose reliability is therefore uncertain.

[009] II existe donc un besoin pour un dispositif plus efficace, permettant la mesure précise et sans contact de paramètres physiologiques du conducteur d’un véhicule automobile.[009] There is therefore a need for a more efficient device, allowing precise and non-contact measurement of physiological parameters of the driver of a motor vehicle.

[0010] A cette fin, le dispositif selon l’invention comprend une ou plusieurs caméra(s) dirigée(s) vers le visage du conducteur, et des moyens d’illumination dudit visage par de la lumière infrarouge, invisible à l’œil humain. Le dispositif selon l’invention comporte par ailleurs des moyens de mesure du rythme cardiaque, et éventuellement d’autres paramètres physiologiques, à partir des images capturées par ladite (lesdites) caméra(s). Le dispositif selon l’invention comprend en outre des moyens d’analyse des mesures effectuées en fonction du temps.To this end, the device according to the invention comprises one or more camera (s) directed (s) towards the driver's face, and means for illuminating said face by infrared light, invisible to the eye human. The device according to the invention further comprises means for measuring the heart rate, and possibly other physiological parameters, from the images captured by said camera (s). The device according to the invention further comprises means for analyzing the measurements made as a function of time.

[0011] Dans ce contexte, l’invention propose un dispositif de mesure du rythme cardiaque du conducteur d’un véhicule, comprenant : - au moins une caméra, - des moyens d’illumination du visage du conducteur, ladite au moins une caméra et lesdits moyens d’illumination étant placés face au conducteur, de telle manière que les moyens d’illumination éclairent le visage du conducteur et que la caméra capture des images dudit visage.In this context, the invention proposes a device for measuring the cardiac rhythm of the driver of a vehicle, comprising: - at least one camera, - illumination means of the driver's face, said at least one camera and said illumination means being placed facing the conductor, such that the illumination means illuminate the driver's face and the camera captures images of said face.

Le dispositif selon l’invention est remarquable en ce que lesdits moyens d’illumination éclairent le visage du conducteur par de la lumière infrarouge, en ce que ladite au moins une caméra capture des images du visage à travers un filtre infrarouge, de telle sorte que les images obtenues sont caractéristiques de la présence d’hémoglobine sous la surface de la peau, et en ce que le dispositif de mesure du rythme cardiaque comprend par ailleurs des moyens de détermination de l’afflux sanguin sous la peau du visage du conducteur du véhicule à partir de ladite image, ainsi que des moyens de détermination du rythme cardiaque du conducteur en fonction de l’évolution dans le temps dudit afflux sanguin.The device according to the invention is remarkable in that the said illumination means illuminate the driver's face with infrared light, in that the said at least one camera captures images of the face through an infrared filter, so that the images obtained are characteristic of the presence of hemoglobin under the surface of the skin, and in that the device for measuring the cardiac rhythm furthermore comprises means for determining the blood flow under the skin of the face of the driver of the vehicle from said image, as well as means for determining the heart rate of the driver as a function of the evolution over time of said blood flow.

[0012] Selon un mode de réalisation préféré, ladite lumière infrarouge présente une longueur d’onde d’environ 940 nanomètres.According to a preferred embodiment, said infrared light has a wavelength of about 940 nanometers.

[0013] Avantageusement, le dispositif selon l’invention comprend en outre : - des moyens pour détecter le visage du conducteur sur chaque image capturée, - des moyens pour détecter un ensemble de zones fortement vascularisées dudit visage, - des moyens pour extraire de l’image capturée une zone d’intérêt, représentative desdites zones fortement vascularisées, - des moyens de mesure de l’intensité moyenne des pixels de chaque image capturée correspondant à ladite zone d’intérêt, et - des moyens de mesure des variations de ladite intensité moyenne en fonction du temps, les moyens de détermination de l’afflux sanguin sous la peau du visage du conducteur déterminant ledit afflux sanguin à partir desdites variations de l’intensité moyenne des pixels de la zone d’intérêt en fonction du temps.Advantageously, the device according to the invention further comprises: - means for detecting the driver's face on each captured image, - means for detecting a set of highly vascularized areas of said face, - means for detecting the captured image a zone of interest, representative of said highly vascularized zones, means for measuring the average intensity of the pixels of each captured image corresponding to said zone of interest, and means for measuring the variations of said intensity. means as a function of time, the means for determining the blood flow under the skin of the driver's face determining said blood flow from said variations in the average intensity of the pixels of the area of interest as a function of time.

[0014] Lesdites zones fortement vascularisées peuvent notamment correspondre aux zones où passent les artères faciales, labiales inférieures, labiales supérieures, et nasales du visage.[0014] Said highly vascularized areas may especially correspond to the areas where the facial arteries, lower labial, upper labial, and nasal arteries pass.

[0015] Avantageusement, lesdits moyens de détermination de l’afflux sanguin sous la peau du visage du conducteur, à partir des variations de l’intensité moyenne des pixels de la zone d’intérêt en fonction du temps, comprennent des moyens de décomposition spectrale.Advantageously, said means for determining the blood flow under the skin of the driver's face, from the variations of the average intensity of the pixels of the zone of interest as a function of time, comprise means of spectral decomposition. .

[0016] Selon un mode de réalisation, le dispositif selon l’invention comporte en outre des moyens de détermination du rythme respiratoire en fonction de l’évolution dans le temps de ladite détermination de l’afflux sanguin sous la peau du visage du conducteur.According to one embodiment, the device according to the invention further comprises means for determining the respiratory rate as a function of the evolution over time of said determination of the blood flow under the skin of the driver's face.

[0017] Selon un mode de réalisation, ladite au moins une caméra est fixée à un tableau de bord d’habitacle de véhicule ou à un rétroviseur intérieur d’un habitacle de véhicule.According to one embodiment, said at least one camera is attached to a vehicle cockpit dashboard or to an interior rearview mirror of a vehicle passenger compartment.

[0018] Selon un mode de réalisation, lesdits moyens d’illumination sont fixés à un tableau de bord d’habitacle de véhicule ou à un rétroviseur intérieur d’un habitacle de véhicule.According to one embodiment, said illumination means are attached to a vehicle cockpit dashboard or to an interior rearview mirror of a vehicle passenger compartment.

[0019] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement, et en référence aux dessins qui montrent : • figure 1, un schéma d’un dispositif selon l’invention installé dans un habitacle de véhicule ; • figure 2, un schéma représentant le traitement d’une image d’un visage de conducteur capturée par la caméra du dispositif selon l’invention.Other features and advantages of the invention will appear on reading the detailed description of the embodiments of the invention, given by way of example only, and with reference to the drawings which show: FIG. a diagram of a device according to the invention installed in a vehicle cabin; • Figure 2, a diagram showing the processing of an image of a driver's face captured by the camera of the device according to the invention.

[0020] Dans ce qui va suivre, les modes de réalisation décrits s’attachent plus particulièrement à une mise en œuvre du dispositif selon l’invention au sein d’un véhicule automobile. Cependant, toute mise en œuvre dans un contexte différent, en particulier dans tout type de véhicule, est également visée par la présente invention.In what follows, the described embodiments focus more particularly on an implementation of the device according to the invention within a motor vehicle. However, any implementation in a different context, in particular in any type of vehicle, is also covered by the present invention.

[0021] La figure 1 représente de façon schématique le principe de fonctionnement du dispositif de mesure du rythme cardiaque du conducteur d’un véhicule, selon l’invention.Figure 1 schematically shows the principle of operation of the device for measuring the heart rate of the driver of a vehicle, according to the invention.

[0022] Ledit conducteur 2 est représenté dans un habitacle de véhicule 1. Le dispositif de mesure du rythme cardiaque selon l’invention comprend, dans le mode de réalisation de la figure 1, une caméra 10 et un illuminateur infrarouge 11. L’illuminateur infrarouge 11 constitue des moyens d’illumination du visage 3 du conducteur 2 par de la lumière infrarouge. Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, ladite lumière infrarouge présente une longueur d’onde d’environ 940 nanomètres. La caméra 10 capture des images du visage 3 du conducteur 2 à travers un filtre infrarouge 12.Said conductor 2 is shown in a vehicle interior 1. The device for measuring heart rate according to the invention comprises, in the embodiment of FIG. 1, a camera 10 and an infrared illuminator 11. The illuminator infrared 11 constitutes illumination means of the face 3 of the conductor 2 by infrared light. According to a preferred embodiment of the present invention, said infrared light has a wavelength of about 940 nanometers. The camera 10 captures images of the face 3 of the conductor 2 through an infrared filter 12.

[0023] Le dispositif de mesure du rythme cardiaque du conducteur d’un véhicule comprend également des moyens, non représentés, de traitement des images capturées par la caméra 10. Ces moyens de traitement permettent de mesurer, en temps réel et sans contact, le rythme cardiaque du conducteur 2, ainsi, éventuellement, que son rythme respiratoire. Ces mesures peuvent être analysées pour déterminer l’état physiologique général du conducteur 2.The device for measuring the cardiac rhythm of the driver of a vehicle also comprises means, not shown, for processing the images captured by the camera 10. These processing means make it possible to measure, in real time and without contact, the driver's heart rate 2, as well as possibly his breathing rate. These measurements can be analyzed to determine the general physiological state of the conductor 2.

[0024] La caméra 10 peut être intégrée dans le tableau de bord, comme représenté à la figure 1, mais également, de façon alternative ou de façon additionnelle et complémentaire, dans le combiné, dans la demi-gaine supérieure de la colonne de direction, ou encore dans le rétroviseur intérieur de l’habitacle de véhicule 1. Le - ou les -illuminateurs 11 peuvent partager le même emplacement que la caméra 10, ou être positionné(s) proche de la caméra, ou encore être disposés en l’un des autres emplacements précédemment cités, distinct de celui où se trouve la caméra 10.The camera 10 can be integrated in the dashboard, as shown in Figure 1, but also, alternatively or additionally and additionally, in the combined, in the upper half-sheath of the steering column , or in the rearview mirror of the vehicle cabin 1. The - or -illuminators 11 can share the same location as the camera 10, or be positioned (s) close to the camera, or be arranged in the one of the other locations mentioned above, distinct from the one where the camera 10 is located.

[0025] Les moyens d’illumination 11 et la caméra 10 sont placés face au conducteur 2, de façon à, respectivement, illuminer son visage 3 et en capturer des images.The illumination means 11 and the camera 10 are placed facing the conductor 2, so as to, respectively, illuminate his face 3 and capture images.

[0026] De façon préférée, l’illuminateur 11 éclaire le visage 3 d’une lumière présentant une longueur d’onde d’environ 940 nanomètres. Cette longueur d’onde de 940 nanomètres est préférée car elle est, dans le proche infrarouge, celle pour laquelle l’absorption par l’hémoglobine présente dans le sang, sous sa forme oxygénée HbO2, est la plus forte.Preferably, the illuminator 11 illuminates the face 3 of a light having a wavelength of about 940 nanometers. This wavelength of 940 nanometers is preferred because it is, in the near infrared, that for which the absorption by hemoglobin present in the blood, in its oxygenated form HbO2, is the strongest.

[0027] La caméra 10 capture l’image du visage 3 et réalise par conséquent l’acquisition d’une image de la réflexion de la lumière infrarouge sur la peau du visage 3, à la longueur d’onde d’environ 940 nanomètres. Cette image est caractéristique de la présence d’hémoglobine sous la surface de la peau.The camera 10 captures the image of the face 3 and therefore achieves the acquisition of an image of the reflection of infrared light on the skin of the face 3 at the wavelength of about 940 nanometers. This image is characteristic of the presence of hemoglobin under the surface of the skin.

[0028] Sur la durée, la caméra 10 réalise ainsi l’acquisition de séquence d’images du visage 3 du conducteur, en lumière infrarouge, à une fréquence voulue, qui peut être, par exemple, de 30 images par seconde.Over time, the camera 10 thus acquires the image sequence of the face 3 of the driver, infrared light at a desired frequency, which can be, for example, 30 frames per second.

[0029] De façon optionnelle, la caméra 10 peut enregistrer une image de fond, en l’espèce celle correspondant à la réflexion de la lumière ambiante sur la peau du visage 3. Cette image de fond peut alors être soustraite à l’image du visage capturée en infrarouge afin d’en éliminer le bruit correspondant. Cependant, si le filtre optique infrarouge 12 placé devant la caméra 10 est suffisamment efficace, le niveau d’intensité de l’image de fond est très faible et la mise en œuvre de cette soustraction de l’image de fond à l’image capturée en infrarouge est inutile.Optionally, the camera 10 can record a background image, in this case that corresponding to the reflection of ambient light on the skin of the face 3. This background image can then be subtracted from the image of the face captured in infrared to eliminate the corresponding noise. However, if the infrared optical filter 12 placed in front of the camera 10 is sufficiently effective, the level of intensity of the background image is very low and the implementation of this subtraction of the background image to the captured image in infrared is useless.

[0030] En référence à la figure 2, le dispositif selon l’invention comprend par ailleurs des moyens de détection, dans chaque image capturée, du visage du conducteur 2, parmi les autres éléments de l’habitacle qui l’entourent.Referring to Figure 2, the device according to the invention further comprises detection means in each captured image of the driver's face 2, among other elements of the cabin surrounding it.

[0031] Les algorithmes de détection d’un visage dans une image sont connus. A titre d’illustration, il est possible d’utiliser par exemple un détecteur fonctionnant selon la méthode connue de Viola and Jones.[0031] The algorithms for detecting a face in an image are known. As an illustration, it is possible to use for example a detector operating according to the known method of Viola and Jones.

[0032] En référence à la figure 2, une partie 30 de chaque image, correspondant au visage du conducteur, est alors considérée pour les traitements ultérieurs. De ce fait, quand le conducteur bouge devant la caméra 10, sa tête est constamment suivie, de même que la zone correspondant à la partie 30 de l’image dans laquelle le visage a été détecté, en suivant ses mouvements.Referring to Figure 2, a portion 30 of each image, corresponding to the driver's face, is then considered for subsequent processing. Therefore, when the driver moves in front of the camera 10, his head is constantly followed, as well as the area corresponding to the portion 30 of the image in which the face was detected, following his movements.

[0033] Toujours en référence à la figure 2, à partir de cette partie 30 de chaque image, le dispositif selon l’invention met en œuvre des moyens de détection des zones 31 où la peau est fortement vascularisée. Ces zones fortement vascularisées 31 correspondent généralement aux joues et aux parties supérieures et inférieures de la bouche, où se trouvent les artères faciales, labiales inférieures et supérieures et nasales latérales.Still with reference to Figure 2, from this part 30 of each image, the device according to the invention implements means for detecting areas 31 where the skin is highly vascularized. These highly vascularized areas 31 generally correspond to the cheeks and the upper and lower parts of the mouth, where are the facial arteries, the lower and upper labia and lateral nasal arteries.

[0034] Pour cela, l’utilisation d’un algorithme de localisation des traits du visage, basé sur un modèle statistique, tel que l’algorithme de modèle d’apparence actif, ou AAM pour Active Appearance Model selon l’acronyme anglais, permet, par étapes de convergence successives, de trouver des points caractéristiques sur le visage, tels que les coins des lèvres, les yeux, les narines, les sourcils, correspondant aux zones fortement vascularisées 31 de la figure 2.For this purpose, the use of a facial feature location algorithm, based on a statistical model, such as the active appearance model algorithm, or AAM for the Active Appearance Model according to the acronym, allows, in successive convergence stages, to find characteristic points on the face, such as the corners of the lips, eyes, nostrils, eyebrows, corresponding to highly vascularized areas 31 of Figure 2.

[0035] Toujours en référence à la figure 2, à partir de ces points caractéristiques 31 détectés sur la partie 30 du visage, le dispositif selon l’invention comprend des moyens d’extraction d’une zone d’intérêt 32 représentative des zones fortement vascularisées 31 du visage.Still with reference to Figure 2, from these characteristic points 31 detected on the part 30 of the face, the device according to the invention comprises means for extracting an area of interest 32 representative of the areas strongly vascularized 31 of the face.

[0036] Selon le mode de réalisation préféré de la présente invention, le dispositif selon l’invention comprend des moyens pour calculer l’intensité moyenne des pixels correspondant à cette zone d’intérêt 32 dans chaque image capturée.According to the preferred embodiment of the present invention, the device according to the invention comprises means for calculating the average intensity of the pixels corresponding to this area of interest 32 in each captured image.

[0037] L’évolution de cette intensité moyenne des pixels formant la zone d’intérêt 32 sur chaque image capturée par la caméra 10 est ainsi analysée en fonction du temps, la caméra capturant des séquences d’images du visage 3 à une fréquence prédéterminée, comprise entre 25 Hertz et 60 Hertz, et pouvant par exemple être égale à environ 30 Hertz.The evolution of this average intensity of the pixels forming the area of interest 32 on each image captured by the camera 10 is thus analyzed as a function of time, the camera capturing image sequences of the face 3 at a predetermined frequency. , between 25 Hertz and 60 Hertz, and may for example be equal to about 30 Hertz.

[0038] Le dispositif pour mesurer le rythme cardiaque du conducteur d’un véhicule comporte par conséquent des moyens pour analyser l’évolution de cette intensité moyenne des pixels formant la zone d’intérêt 32, en fonction du temps. Cette évolution est caractéristique de la présence d’hémoglobine et donc de l’afflux sanguin dans la peau du visage, lui-même caractéristique de la fréquence cardiaque, correspondant aux fluctuations à haute fréquence, et de la fréquence respiratoire, correspondant aux fluctuations à plus basse fréquence.The device for measuring the heart rate of the driver of a vehicle therefore comprises means for analyzing the evolution of this average intensity of the pixels forming the area of interest 32, as a function of time. This evolution is characteristic of the presence of hemoglobin and thus of the blood flow in the skin of the face, itself characteristic of the heart rate, corresponding to the fluctuations with high frequency, and of the respiratory rate, corresponding to the fluctuations to more low frequency.

[0039] Ainsi, l’analyse de l’évolution de l’intensité moyenne des pixels formant la zone d’intérêt 32 de chaque image du visage 3 du conducteur 2, capturée par la caméra 10, permet de déterminer le rythme cardiaque dudit conducteur. En effet, ladite évolution de l’intensité moyenne des pixels formant la zone d’intérêt 32 correspond, pour les fréquences comprises entre 0,7 Hertz et 3 Hertz, à un rythme cardiaque compris entre 42 et 180 pulsations par minute et, pour les fréquences inférieures à 0,5 Hertz, à un rythme respiratoire, étant entendu qu’une fréquence de 0,5 Hertz correspond à un rythme respiratoire d’environ 30 inspirations / expirations par minute.Thus, the analysis of the evolution of the average intensity of the pixels forming the area of interest 32 of each image of the face 3 of the driver 2, captured by the camera 10, makes it possible to determine the heart rate of said driver. . Indeed, said evolution of the average intensity of the pixels forming the zone of interest 32 corresponds, for frequencies between 0.7 Hertz and 3 Hertz, to a heart rate of between 42 and 180 beats per minute and, for frequencies below 0.5 Hertz, at a respiration rate, it being understood that a frequency of 0.5 Hertz corresponds to a respiratory rate of approximately 30 inspirations / expirations per minute.

[0040] En résumé, le dispositif selon l’invention permet la mesure du rythme cardiaque et du rythme respiratoire du conducteur d’un véhicule, de façon fiable, continue, et sans contact.In summary, the device according to the invention allows the measurement of the heart rate and the respiratory rate of the driver of a vehicle, reliably, continuously, and without contact.

[0041] En outre, de façon optionnelle et complémentaire, il faut noter que le même dispositif, grâce en particulier à la caméra, et à des moyens de traitement adaptés, peut permettre de simultanément mesurer l’ouverture des yeux du conducteur 2 afin de déterminer son niveau d’éveil, ou encore de capturer les mouvements de la tête et des yeux du conducteur 2 afin d’évaluer son niveau de distraction.In addition, optionally and complementary, it should be noted that the same device, thanks in particular to the camera, and adapted processing means, can simultaneously measure the opening of the eyes of the driver 2 in order to determine his waking level, or capture the movements of the head and eyes of the driver 2 to assess his level of distraction.

[0042] La fusion de toutes ces données - état physiologique, niveau d’éveil, distraction -ainsi, éventuellement, que des données provenant du véhicule significatives du comportement du conducteur - louvoiement, actions non coordonnées sur les pédales et / ou sur le volant ...etc. - peut permettre d’obtenir, sans contact, une mesure complète de l’état physiologique et émotionnel du conducteur.The merging of all these data - physiological state, level of arousal, distraction - thus, possibly, that data from the vehicle significant behavior of the driver - swaying, uncoordinated actions on the pedals and / or the steering wheel ... etc. - can provide, without contact, a complete measure of the physiological and emotional state of the driver.

[0043] Cette information sur l’état du conducteur peut être exploitée pour configurer des systèmes d’aides à la conduite embarqués, afin d’adapter les réglages des organes de confort et plus généralement de l’habitacle, voire de permettre de gérer des cas extrêmes où la mesure complète de l’état physiologique et émotionnel du conducteur montre que l’exécution de la tâche de conduite n’est plus possible - endormissement, malaise, crise d’épilepsie, crise cardiaque ...etc.This information on the state of the driver can be exploited to configure on-board driving aid systems, in order to adapt the settings of the comfort organs and more generally of the passenger compartment, or even to make it possible to manage extreme cases where the complete measurement of the physiological and emotional state of the driver shows that the execution of the driving task is no longer possible - falling asleep, malaise, epileptic seizure, heart attack ... etc.

[0044] Il est précisé, en outre, que la présente invention n’est pas limitée aux exemples décrits ci-dessus et est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l’homme de l’art.It is specified, moreover, that the present invention is not limited to the examples described above and is capable of numerous variants accessible to those skilled in the art.

Claims (8)

Revendications :Claims: 1. Dispositif de mesure du rythme cardiaque du conducteur d’un véhicule, comprenant : - au moins une caméra (10), - des moyens d’illumination (11) du visage du conducteur, ladite au moins une caméra (10) et lesdits moyens d’illumination (11) étant placés face au conducteur (2), de telle manière que les moyens d’illumination (11) éclairent le visage (3) du conducteur et que la caméra (10) capture des images dudit visage, caractérisé ce que lesdits moyens d’illumination (11) éclairent le visage (3) du conducteur par de la lumière infrarouge, en ce que ladite au moins une caméra (10) capture des images du visage à travers un filtre infrarouge (12), de telle sorte que les images obtenues sont caractéristiques de la présence d’hémoglobine sous la surface de la peau, une partie (30) de chaque image, correspondant au visage du conducteur, étant considérée pour des traitements ultérieurs de sorte que quand le conducteur bouge devant la caméra (10), sa tête est constamment suivie, de même que la zone correspondant à la partie (30) de l’image dans laquelle le visage a été détecté, en suivant ses mouvements, et en ce que le dispositif de mesure du rythme cardiaque comprend par ailleurs des moyens de détermination de l’afflux sanguin sous la peau du visage (3) du conducteur (2) du véhicule à partir de ladite image, ainsi que des moyens de détermination du rythme cardiaque du conducteur (2) en fonction de l’évolution dans le temps dudit afflux sanguin.A device for measuring the driver's heart rate of a vehicle, comprising: at least one camera (10), illumination means (11) of the driver's face, said at least one camera (10) and said illumination means (11) being placed facing the conductor (2), so that the illumination means (11) illuminate the face (3) of the conductor and the camera (10) captures images of said face, characterized said illumination means (11) illuminate the face (3) of the conductor with infrared light, in that said at least one camera (10) captures images of the face through an infrared filter (12), such that the images obtained are characteristic of the presence of hemoglobin under the surface of the skin, a part (30) of each image, corresponding to the driver's face, being considered for subsequent treatments so that when the driver moves in front of the camera (10), its head is t constantly followed, as well as the area corresponding to the portion (30) of the image in which the face has been detected, following its movements, and in that the device for measuring the heart rate further comprises means of determination of the blood flow under the skin of the face (3) of the driver (2) of the vehicle from said image, as well as means for determining the cardiac rhythm of the driver (2) according to the evolution over time said blood flow. 2. Dispositif de mesure du rythme cardiaque du conducteur d’un véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite lumière infrarouge présente une longueur d’onde d’environ 940 nanomètres.2. A device for measuring the heart rate of the driver of a vehicle according to claim 1, characterized in that said infrared light has a wavelength of about 940 nanometers. 3. Dispositif de mesure du rythme cardiaque du conducteur d’un véhicule selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend en outre : - des moyens pour détecter le visage (30) du conducteur sur chaque image capturée, - des moyens pour détecter un ensemble de zones fortement vascularisées (31) dudit visage détecté (30), - des moyens pour extraire de l’image capturée une zone d’intérêt (32), représentative desdites zones fortement vascularisées (31), - des moyens de mesure de l’intensité moyenne des pixels de chaque image capturée correspondant à ladite zone d’intérêt (32), et - des moyens de mesure des variations de ladite intensité moyenne en fonction du temps, les moyens de détermination de l’afflux sanguin sous la peau du visage (30) du conducteur (2) déterminant ledit afflux sanguin à partir desdites variations de l’intensité moyenne des pixels de la zone d’intérêt (32) en fonction du temps.3. Device for measuring the heart rate of the driver of a vehicle according to any one of the preceding claims, characterized in that it further comprises: - means for detecting the face (30) of the driver on each captured image, means for detecting a set of highly vascularized zones (31) of said detected face (30); means for extracting from the captured image a zone of interest (32) representative of said highly vascularized zones (31); means for measuring the average intensity of the pixels of each captured image corresponding to said zone of interest (32), and - means for measuring the variations of said average intensity as a function of time, the means for determining the blood flow under the skin of the face (30) of the conductor (2) determining said blood flow from said variations of the average intensity of the pixels of the area of interest (32) as a function of time. 4. Dispositif de mesure du rythme cardiaque du conducteur d’un véhicule selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites zones fortement vascularisées (31) correspondent aux zones où passent les artères faciales, labiales inférieures, labiales supérieures, et nasales du visage.4. Device for measuring the heart rate of the driver of a vehicle according to claim 3, characterized in that said highly vascularized areas (31) correspond to the areas where the facial arteries pass, labial lower, labial upper, and nasal facial. 5. Dispositif de mesure du rythme cardiaque du conducteur d’un véhicule selon l’une quelconque des revendications 3 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de détermination de l’afflux sanguin sous la peau du visage du conducteur (2), à partir des variations de l’intensité moyenne des pixels de la zone d’intérêt (32) en fonction du temps, comprennent des moyens de décomposition spectrale.5. Device for measuring the heart rate of the driver of a vehicle according to any one of claims 3 to 4, characterized in that said means for determining the blood flow under the skin of the driver's face (2), to from the variations of the average intensity of the pixels of the zone of interest (32) as a function of time, comprise means of spectral decomposition. 6. Dispositif de mesure du rythme cardiaque du conducteur d’un véhicule selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte en outre des moyens de détermination du rythme respiratoire en fonction de l’évolution dans le temps de ladite détermination de l’afflux sanguin sous la peau du visage du conducteur (2).6. Device for measuring the heart rate of the driver of a vehicle according to any one of the preceding claims, characterized in that it further comprises means for determining the respiratory rate as a function of the evolution over time of said determination of the blood flow under the skin of the driver's face (2). 7. Dispositif de mesure du rythme cardiaque du conducteur d’un véhicule selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite au moins une caméra (10) est fixée à un tableau de bord d’habitacle de véhicule (1) ou à un rétroviseur intérieur d’un habitacle de véhicule (1).7. Device for measuring the heart rate of the driver of a vehicle according to any one of the preceding claims, characterized in that said at least one camera (10) is attached to a cockpit dashboard vehicle (1) or to an interior rearview mirror of a vehicle interior (1). 8. Dispositif de mesure du rythme cardiaque du conducteur d’un véhicule selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens d’illumination sont fixés à un tableau de bord d’habitacle de véhicule (1) ou à un rétroviseur intérieur d’un habitacle de véhicule (1).The device for measuring the heart rate of a driver of a vehicle according to any one of the preceding claims, characterized in that said illumination means are attached to a vehicle cockpit scoreboard (1) or to a rear view mirror of a vehicle interior (1).
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