EP4110639A1 - Console centrale de véhicule comportant un dispositif de commande avec rétroaction haptique - Google Patents

Console centrale de véhicule comportant un dispositif de commande avec rétroaction haptique

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EP4110639A1
EP4110639A1 EP21705590.4A EP21705590A EP4110639A1 EP 4110639 A1 EP4110639 A1 EP 4110639A1 EP 21705590 A EP21705590 A EP 21705590A EP 4110639 A1 EP4110639 A1 EP 4110639A1
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EP
European Patent Office
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console
array
vehicle
transducers
central
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Withdrawn
Application number
EP21705590.4A
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German (de)
English (en)
Inventor
Marie JASPART
Tony BRIGAS
Andreas Stump
David BARAT
Jocelyn MONNOYER
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Stellantis Auto SAS
Original Assignee
PSA Automobiles SA
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60K37/00—Dashboards
    • B60K37/20—Dashboard panels

Definitions

  • Vehicle center console incorporating a control device with haptic feedback
  • the invention relates to vehicle man-machine interfaces (HMI) and in particular control devices intended to interact with an on-board display device.
  • HMI vehicle man-machine interfaces
  • Document FR2990778 discloses a control device for navigation in menus on a display screen of a multimedia / navigation system of a motor vehicle.
  • This device comprises a touchpad arranged on a central console which occupies the space between the driver's seat and that of a passenger at his side, in which the touchpad is a single continuous piece arranged in front of a wrist rest at the rear. reach of the fingertips of a user's hand.
  • Such a device is not entirely satisfactory because it forces the user to adopt a precise position of the arm and the wrist in order to interact with the touchpad. This position is not necessarily suitable or comfortable with all body types of users.
  • the aim of the invention is in particular to remedy the aforementioned problem by providing a device for controlling a screen that is less restrictive as regards the position of the user while allowing a wide variety of gestures.
  • An object of the present invention is to provide a central vehicle console comprising a control device with haptic feedback, said console central unit being intended to occupy a space between a driver's seat and that of a passenger next to it, said device comprising a detection module, arranged on the central console, configured to detect a position and movements of a hand user and an array of ultrasonic transducers to generate haptic feedback.
  • a control device with haptic feedback including sensing module allows greater freedom of movement for the user.
  • the user is not forced to touch a two-dimensional surface. He can move his hand freely in the detection space of the detection system. The user does not need to look at the control system.
  • the user is guided by a haptic feeling in the air, resulting from a pressure model formed by the array of transducers.
  • control device is configured to control a display device arranged at a distance from the array of ultrasonic transducers.
  • the device controls a display device located in or near the driver's field of vision when viewing from a hand-accessible control while maintaining a comfortable driving posture.
  • the array of transducers comprises two parts.
  • the separation of the transducer array into several parts reduces the footprint by facilitating the integration of the array into the vehicle interior.
  • the two parts of the array of transducers are distributed on the console symmetrically with respect to a plane of symmetry P of the console. This arrangement allows easier parameterization of the transducer network.
  • the console having a concave shape, each of the parts comprising a main plane in which the transducers are located, the concavity of the central console is formed by the main planes of the two parts of the array of transducers.
  • the array of transducers is covered with a material allowing the ultrasonic waves to pass.
  • the material allows both to protect the transducer array and to hide it from the view of users.
  • the material is a fabric.
  • the invention also relates to a vehicle comprising a center console according to the invention.
  • FIG. 1 schematically illustrates a vehicle interior, according to a particular embodiment of the present invention
  • FIG. 2 schematically illustrates a perspective view of a control device according to a particular embodiment of the present invention
  • FIG. 3 schematically illustrates an exploded view of a control device, according to a particular embodiment of the present invention
  • FIG. 4 schematically illustrates a sectional view, along a transverse axis, of a control device, according to a particular embodiment of the present invention.
  • Figure 1 shows a vehicle interior 1 and in particular a dashboard and a central console.
  • the dashboard comprises for example, on the driver's side, which is in the example shown on the left side of the vehicle, an instrument cluster 11.
  • the dashboard also includes, for example, in a central part a screen 12. This may possibly be a touch screen.
  • the invention is not limited to a screen, it can be any display device allowing visual feedback, for example a projection or video system. rear projection. It may also be a head-up vision system, or even a display system on the glazing.
  • the central console 13 is arranged between the driver's seat 14 and the passenger seat 15 located next to that of the driver.
  • the invention relates to a control device with haptic feedback integrated into the central console 13 of the vehicle.
  • Figures 2, 3 and 4 show an example of a control device with haptic feedback 20 comprising a detection module 21 an array of transducers 22.
  • the detection module 21 is a camera.
  • the camera 21 is placed on the central console.
  • the camera is disposed at the end of a space acting as an armrest, so that the user's hand, using the armrest, is disposed in the detection area of the camera.
  • the camera can be any type of camera, including cameras sensitive on the visible spectrum or, more generally, with improved sensitivity to a confined wavelength band (for example, infrared (IR) bands or ultraviolet); capable of capturing an image of an object and representing that image as digital data.
  • a confined wavelength band for example, infrared (IR) bands or ultraviolet
  • Camera 21 is preferably capable of capturing video images. For example, to capture the movement of the user's hand otherwise in a stationary position, in a volume of interest located near the transducer array 22.
  • the camera 21 is a Leap Motion controller arranged to provide 3D coordinates of the surface of the hand, in particular of the fingertips and of the palm of the user.
  • the camera makes it possible to image the object to be detected and to know its depth either with a TOF (Time of Flight) camera, or a stereo camera, or a conventional camera but with an adapted algorithm.
  • TOF Time of Flight
  • the detection module can also be a radar system, an infrared system or a system based on projected capacitive.
  • the array of transducers 22 is integrated into the body 23 of the central console.
  • the array of transducers 22 is covered with a material allowing ultrasonic waves to pass, for example a fabric 26, intended to mask said array of transducers 12 from the view of users.
  • Said transducer array 22 is arranged such that pressure patterns can be transmitted (through tissue 26, if any) to a region above said array 22.
  • the transducers are positioned contiguously in order to minimize the size of the array of transducers 22.
  • the central console 13 has a concave shape at the level of the array of transducers 22.
  • the array of transducers 22 comprises at least two parts 22.1, 22.2. Each of the parts comprising a main plane in which the transducers are located.
  • the concavity of the central console being formed by the main planes of the two (or more) parts 22.1, 22.2 of the array of transducers.
  • the central console 23 is designed so that the passengers can put their arm down and act with their hand easily with the control device.
  • the separation of the array of transducers 22 into several parts makes it possible to reduce the bulk by facilitating the integration of the array into the passenger compartment of the vehicle.
  • the main planes of the two parts 22.1, 22.2 of the array of transducers 22 form an angle ⁇ between 120 and 175 degrees for example 145.
  • the two parts 22.1, 22.2 of the array of transducers 22 are distributed on the console symmetrically with respect to a plane of symmetry P of the console.
  • the haptic feedback system can comprise a control unit 24.
  • the control unit 24 can be arranged to control the transducer in order to produce ultrasound.
  • the control unit can be arranged to send control signals to the control unit 24.
  • the fabric is chosen from a material allowing the ultrasound produced by the transducers to circulate.
  • the fabric 26 is held on the console by means of a frame 25 secured to the body of the console 23.
  • the transducers are adjusted so as to take into account the fabric for the. generation of haptic feedback.
  • the device also comprises a protection element 27, positioned above the camera 21 intended to protect said camera.
  • the protective element 27 is chosen from a material that passes the wavelengths to which the camera 21 is sensitive.
  • a user interacts with visual information displayed on the screen 12.
  • the movement and position of the user's hand 26 is tracked by the camera 21.
  • the camera 21 is a Leap Motion controller arranged to provide the 3D coordinates of the entire surface of the geometry of the hand, in particular of the fingertips and of the palm of the user.
  • the system 10 is controlled by a computer (not shown), which sends control data to the screen 12, receives user data from the camera 21 and controls the control unit 24 to control the array of transducers 22.
  • the computer controls the control unit 24 such that a pressure pattern is created in the region above the transducer array 22.
  • the computer can control the pressure.
  • control unit 24 to cause the array of transducers 22 to modify the pressure model formed above said array of transducers 22.

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Abstract

L'invention concerne console centrale (23) de véhicule comportant un dispositif de commande avec rétroaction haptique, ladite console centrale (23) étant destinée à occuper un espace entre un siège d'un conducteur et celui d'un passager à son côté, ledit dispositif comportant une caméra (21), disposée sur la console centrale (23), pour détecter une position et des mouvements d'une main d'un utilisateur et un réseau de transducteurs ultrasonores (22) pour générer une rétroaction haptique.

Description

DESCRIPTION
Titre : Console centrale de véhicule comportant un dispositif de commande avec rétroaction haptique
Domaine technique
L’invention concerne les interfaces homme machine (IHM) de véhicule et en particulier les dispositifs de commande destinés à interagir avec un dispositif d’affichage embarqué.
Arrière-plan technologique
On connaît par le document FR2990778 un dispositif de commande pour la navigation dans des menus sur un écran de restitution d'un système multimédia/navigation d'un véhicule automobile. Ce dispositif comprend un pavé tactile disposé sur une console centrale qui occupe l'espace situé entre le siège du conducteur et celui d'un passager à son côté, dans lequel le pavé tactile est une pièce unique continue disposée devant un repose-poignet à la portée des extrémités des doigts d'une main d'un utilisateur.
Un tel dispositif ne donne par entière satisfaction car il contraint l’utilisateur à adopter une position précise du bras et du poignet pour interagir avec le pavé tactile. Cette position n’est pas nécessairement adaptée ou confortable avec toutes les morphologies d’utilisateurs.
L’invention a notamment pour but de remédier au problème précité en proposant un dispositif de commande d’un écran moins contraignant quant à la position de l’utilisateur tout en permettant une importante variété de gestes. Résumé de l’invention
Un objet de la présente invention est de proposer une console centrale de véhicule comportant un dispositif de commande avec rétroaction haptique, ladite console centrale étant destinée à occuper un espace entre un siège d’un conducteur et celui d’un passager à son côté, ledit dispositif comportant un module de détection, disposée sur la console centrale, configuré pour détecter une position et des mouvements d’une main d’un utilisateur et un réseau de transducteurs ultrasonores pour générer une rétroaction haptique.
L’intégration d’un dispositif de commande avec rétroaction haptique incluant module de détection permet une plus grande liberté de mouvement de la part de l’utilisateur. L’utilisateur n’est pas contraint à toucher une surface en deux dimensions. Il peut déplacer sa main librement dans l’espace de détection du système de détection. L’utilisateur n’a pas besoin de regarder le système de commande. L’utilisateur est guidé par un ressenti haptique dans l’air, résultant d’un modèle de pression formé par le réseau de transducteurs.
Avantageusement, le dispositif de commande est configuré pour contrôler un dispositif d’affichage disposé, à distance du réseau de transducteurs ultrasonores.
Le dispositif permet de contrôler un dispositif d’affichage situé dans le, ou proche du, champs de vision du conducteur lorsqu’il regarde à partir d’une commande accessible de sa main tout en conservant une posture de conduite confortable.
Avantageusement, le réseau de transducteurs comporte deux parties. La séparation du réseau de transducteurs en plusieurs parties permet de réduire l’encombrement en facilitant l’intégration du réseau dans l’habitacle du véhicule.
Avantageusement, les deux parties du réseau de transducteurs sont réparties sur la console de façon symétrique par rapport à un plan de symétrie P de la console. Cette disposition permet un paramétrage plus aisé du réseau de transducteurs.
Avantageusement, la console présentant une forme concave, chacune des parties comprenant un plan principal dans lequel sont situés les transducteurs, la concavité de la console centrale est formée par les plans principaux des deux parties du réseau de transducteurs.
Cette caractéristique permet une intégration compacte du dispositif dans la console centrale et une adaptation du dispositif à la forme de la console centrale. Avantageusement, le réseau de transducteurs est recouvert d’un matériau permettant de laisser passer les ondes ultrasonores. Le matériau permet à la fois de protéger le réseau de transducteurs et de le masquer à la vue des utilisateurs.
Avantageusement, le matériau est un tissu. L’invention concerne aussi un véhicule comportant une console centrale selon l’invention.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description des modes de réalisation non limitatifs de l’invention ci-après, en référence aux figures annexées, sur lesquelles :
[Fig. 1] illustre de façon schématique un habitacle de véhicule, selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention ;
[Fig. 2] illustre schématiquement une vue en perspective d’un dispositif de commande selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention ; [Fig. 3] illustre schématiquement une vue éclatée d’un dispositif de commande, selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention ;
[Fig. 4] illustre schématiquement une vue en coupe, selon un axe transversal, d’un dispositif de commande, selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention. La figure 1 montre un habitacle 1 de véhicule et en particulier une planche de bord ainsi qu’une console centrale. La planche de bord comporte par exemple, du côté conducteur, qui est dans l'exemple représenté du côté gauche du véhicule, un combiné d'instrumentation 11.
La planche de bord comporte aussi par exemple, dans une partie centrale un écran 12. II s’agit éventuellement d’un écran tactile.
L’invention n’est pas limitée à un écran, il peut s’agir de n’importe quel dispositif d’affichage permettant un retour visuel, par exemple un système de projection ou de rétroprojection. Il peut aussi s’agir d’un système de vision tête haute, voire d’un système de restitution sur les vitrages.
La console centrale 13 est disposée entre le siège du conducteur 14 et le siège passager 15 situé à côté de celui du conducteur. L’invention concerne un dispositif de commande avec rétroaction haptique intégré à la console centrale 13 du véhicule.
Les figures 2, 3 et 4 montrent un exemple de dispositif de commande avec de rétroaction haptique 20 comprenant un module de détection 21 un réseau de transducteurs 22. Dans l’exemple, le module de détection 21 est une caméra. La caméra 21 est disposée sur la console centrale. De préférence, la caméra est disposée à l’extrémité d’un espace faisant office d’accoudoir, de sorte que la main de l’utilisateur, utilisant l’accoudoir, est disposée dans la zone détection de la caméra. La caméra peut être n'importe quel type de caméra, y compris des caméras sensibles sur le spectre visible ou, plus généralement, avec une sensibilité améliorée à une bande de longueur d'onde confinée (par exemple, les bandes infrarouges (IR) ou ultraviolettes); capable de capturer une image d'un objet et de représenter cette image sous forme de données numériques.
La caméra 21 est de préférence capables de capturer des images vidéo. Par exemple, pour capturer le mouvement de la main de l’utilisateur par ailleurs dans une position stationnaire, dans un volume d'intérêt situé à proximité du réseau de transducteurs 22.
Dans ce mode de réalisation particulier, la caméra 21 est un contrôleur Leap Motion agencé pour fournir des coordonnées 3D de la surface de la main notamment du bout des doigts et de la paume de l'utilisateur.
Avantageusement, la caméra permet d’imager l’objet à détecter et de connaître sa profondeur soit avec une caméra TOF (Time of Flight), soit une caméra stéréo, soit une caméra classique mais avec un algorithme adapté.
Le module de détection peut aussi être un système de radar, un système infrarouge ou un système à base de capacitif projeté. Le réseau de transducteurs 22 est intégré dans le corps 23 de la console centrale. De façon avantageuse, le réseau de transducteurs 22 est recouvert d’un matériau permettant de laisser passer les ondes ultrasonores, par exemple un tissu 26, destiné à masquer ledit réseau de transducteurs 12 à la vue des utilisateurs. Ledit réseau de transducteurs 22 est agencé de telle sorte que des motifs de pression puissent être transmis (au travers du tissu 26, le cas échéant) vers une région au- dessus dudit réseau 22.
Optionnellement, les transducteurs sont positionnés de façon contiguës afin de minimiser l'encombrement du réseau de transducteurs 22. Selon le mode de réalisation particulier des figures, la console centrale 13 présente une forme concave au niveau du réseau de transducteurs 22.
Le réseau de transducteurs 22 comporte au moins deux parties 22.1 , 22.2. Chacune des parties comprenant un plan principal dans lequel sont situés les transducteurs.
La concavité de la console centrale étant formée par les plans principaux des deux (ou plus) parties 22.1 , 22.2 du réseau de transducteurs.
La console centrale 23 est conçue pour que les passagers puissent poser leur bras et agir avec leur main de façon aisée avec le dispositif de commande.
La séparation du réseau de transducteurs 22 en plusieurs parties permet de réduire l’encombrement en facilitant l’intégration du réseau dans l’habitacle du véhicule De façon avantageuse les plans principaux des deux parties 22.1 , 22.2 du réseau de transducteurs 22 forment un angle a compris entre 120 et 175 degrés par exemple 145.
Les deux parties 22.1 , 22.2 du réseau de transducteurs 22 sont réparties sur la console de façon symétrique par rapport à un plan de symétrie P de la console.
Avantageusement, le système de rétroaction haptique peut comprendre une unité de contrôle 24. L'unité contrôle 24 peut être agencée pour piloter le transducteur afin de produire des ultrasons. L'unité de commande peut être agencée pour envoyer des signaux de commande à l'unité de contrôle 24. Le tissu est choisi dans un matériau permettant de laisser circuler les ultrasons produits par les transducteurs.
Le tissu 26 est maintenu sur la console au moyen d’un cadre 25 solidarisé sur le corps de la console 23. Dans le cas où l’on intègre le tissu 26, les transducteurs sont réglés de façon à prendre en compte le tissu pour la génération du retour haptique.
De façon avantageuse, le dispositif comporte aussi un élément de protection 27, positionné au-dessus de la caméra 21 destiné à protéger ladite caméra.
L’élément de protection 27 est choisi dans un matériau laissant passer les longueurs d’onde auxquelles la caméra 21 est sensible.
Un utilisateur interagit avec des informations visuelles affichées sur l’écran 12. Le mouvement et la position de la main de l'utilisateur 26 sont suivis par la caméra 21 . Dans ce mode de réalisation particulier, la caméra 21 est un contrôleur Leap Motion agencé pour fournir les coordonnées 3D de l’ensemble de la surface de la géométrie de la main notamment du bout des doigts et de la paume de l'utilisateur. Le système 10 est contrôlé par un calculateur (non représenté), qui envoie des données de commande à l’écran 12, reçoit des données d'utilisateur de la caméra 21 et commande l'unité de contrôle 24 pour piloter le réseau de transducteurs 22. Le calculateur commande l'unité de contrôle 24 de telle sorte qu'un modèle de pression est créé dans la région au- dessus du réseau de transducteurs 22. En réponse aux mouvements de la main d'un utilisateur, le calculateur peut commander l'unité de contrôle 24 pour amener le réseau de transducteurs 22 à modifier le modèle de pression formé au-dessus dudit réseau de transducteurs 22. Références
I : habitacle
I I : combiné d'instrumentation
12 : écran 13 : console centrale
14 : siège du conducteur
15 : siège passager 15 21 caméra 22 : réseau phasé de transducteurs ultrasonores
23 : corps de la console centrale
24 :unité de contrôle
25 : cadre
26 :tissu 27 :élément de protection

Claims

REVENDICATIONS
1. Console centrale (23) de véhicule comportant un dispositif de commande avec rétroaction haptique, ladite console centrale (23) étant destinée à occuper un espace entre un siège d’un conducteur (14) et celui (15) d’un passager à son côté, ledit dispositif comportant un module de détection (21), disposée sur la console centrale (23), configuré pour détecter une position et des mouvements d’une main d’un utilisateur et un réseau de transducteurs ultrasonores (22) pour générer une rétroaction haptique.
2. Console centrale de véhicule selon la revendication 1 , dans laquelle le dispositif de commande est configuré pour contrôler un dispositif d’affichage (12) disposé, à distance du réseau de transducteurs ultrasonores (22).
3. Console centrale de véhicule selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le réseau de transducteurs (22) comporte deux parties (22.1 ), (22.2).
4. Console centrale de véhicule selon la revendication précédente, dans laquelle les deux parties (22.1), (22.2) du réseau de transducteurs (22) sont réparties sur la console de façon symétrique par rapport à un plan de symétrie P de la console.
5. Console centrale de véhicule selon l’une des revendications 3 ou 4, dans laquelle, la console (23) présentant une forme concave, chacune des parties (22.1 ), (22.2) comprenant un plan principal dans lequel sont situés les transducteurs, la concavité de la console centrale (23) est formée par les plans principaux des deux parties (22.1 ), (22.2) du réseau de transducteurs.
6. Console centrale de véhicule selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le réseau de transducteurs (22) est recouvert d’un matériau (26) permettant de laisser passer les ondes ultrasonores.
7. Console centrale de véhicule selon la revendication précédente, dans laquelle le matériau (26) est un tissu.
8. Véhicule comportant une console centrale selon l’une des revendications précédentes.
EP21705590.4A 2020-02-26 2021-01-20 Console centrale de véhicule comportant un dispositif de commande avec rétroaction haptique Withdrawn EP4110639A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

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