EP4630319A1 - Appareil pilotable et poignée de pilotage pour la réalisation de cet appareil pilotable - Google Patents

Appareil pilotable et poignée de pilotage pour la réalisation de cet appareil pilotable

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Publication number
EP4630319A1
EP4630319A1 EP23805997.6A EP23805997A EP4630319A1 EP 4630319 A1 EP4630319 A1 EP 4630319A1 EP 23805997 A EP23805997 A EP 23805997A EP 4630319 A1 EP4630319 A1 EP 4630319A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
handle
hand
pilot
sensor
detection zone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23805997.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Hervé Carton
Bruno TAILLET
Albert AUPHAN
Yannick Ghislain ATTRAZIC
Pascal GADEN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales Avionics SAS
Safran Electronics and Defense SAS
Original Assignee
Safran Electronics and Defense SAS
Crouzet SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Electronics and Defense SAS, Crouzet SA filed Critical Safran Electronics and Defense SAS
Publication of EP4630319A1 publication Critical patent/EP4630319A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C13/00—Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
    • B64C13/02—Initiating means
    • B64C13/04—Initiating means actuated personally
    • B64C13/042—Initiating means actuated personally operated by hand
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/005—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member for preventing unintentional use of a control mechanism
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/017—Gesture based interaction, e.g. based on a set of recognized hand gestures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/04—Hand wheels
    • B62D1/046—Adaptations on rotatable parts of the steering wheel for accommodation of switches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/12—Hand levers
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks

Definitions

  • Controllable device and control handle for creating this controllable device are Controllable device and control handle for creating this controllable device
  • the invention relates to a controllable device and a control handle for producing this controllable device.
  • Application US6948398 describes a vehicle that can be controlled using a steering handle.
  • This handle has two detection zones arranged at locations on the handle which make it possible to detect a correct grip of the handle by a pilot's hand. Only correct grip of the handle allows this handle to switch from a deactivated state to an activated state. In the disabled state, the handle cannot be used to steer the vehicle. Conversely, in the activated state, the handle allows you to control the vehicle.
  • each of these detection zones is equipped with a capacitive sensor capable of switching reversibly between:
  • the invention aims to remedy this drawback by proposing a device that can be controlled using a handle in which the occurrence of false negatives is limited.
  • the invention also relates to a control handle for producing this controllable device.
  • FIG. 1 is a schematic illustration of the architecture of a device that can be controlled using a control handle
  • FIG. 1 is a schematic illustration, in front view, of the control handle of the device of Figure 1
  • FIG. 3 is a schematic illustration, in rear view, of the control handle of the device of Figure 1, and
  • FIG. 4 is a schematic illustration of a detection zone of the control handle of the device of Figure 1.
  • Figure 1 represents a device 2 that can be controlled using a control handle 4.
  • the device 2 is an aircraft such as a plane or a helicopter.
  • Device 2 includes:
  • the actuator 8 is an electric actuator of the propulsion and guiding means of the device 2.
  • the actuator 8 makes it possible to adjust the speed of the device 2 or the direction in which the device 2 moves.
  • the actuator 10 is an actuator independent of the propulsion and guidance means of the device 2.
  • the actuator 10 makes it possible to trigger an action such as firing a projectile.
  • the projectile is for example a missile or a bullet.
  • the handle 4 is a handle that can be moved relative to the chassis of the device 2 by the pilot's hand.
  • the handle 4 can be moved in rotation around a longitudinal axis and around a transverse axis.
  • the longitudinal axis is parallel to the direction of movement of the device 2 when it moves in a straight line.
  • the transverse axis is perpendicular to the longitudinal axis and contained in a horizontal plane when the device moves horizontally.
  • the device 2 is equipped with at least one unit 12 for measuring the movements of the handle 4 relative to the frame of the device 2 Unit 12 transmits the measured angles to processing unit 6.
  • the handle 4 is also equipped with several buttons operable by the pilot's fingers.
  • Each button is reversibly movable between a released position and a pressed position. It is the pilot's finger that allows any of these buttons to be moved from its released position to its position pressed against a restoring force. In the absence of external input, each button is in its released position. Moving a button from its released position to its pressed position triggers the sending of a control command to an electric actuator of device 2. For example, here, pressing at least one of these buttons is capable of triggering the sending of a control command for the actuator 10 which triggers a projectile shot.
  • This button bears the numerical reference 14 in Figure 1 and is in the form of a trigger.
  • buttons of the handle 4 are each designated by the numerical reference 16, even if the structures of these other buttons can be different and the actions triggered by the depression of each of these buttons 16 are different.
  • buttons 14, 16 is connected to the processing unit 6, so that the unit 6 can acquire the position in which each of these buttons is located.
  • the handle 4 has gripping surfaces on which the pilot's hand rests when he correctly grasps this handle 4. The location of these surfaces coincides with the typical contact zones between the pilot's hand and the handle.
  • the handle 4 comprises, during normal and correct handling of the handle 4 by the pilot:
  • the side surfaces 24 and 26 are located between the surfaces 20 and 22. Here, these surfaces 24 and 26 are located, respectively, on the left side and the right side of the handle 4.
  • these gripping surfaces are shaped and/or made of a material which ensures comfort adapted to the pilot when he holds the handle 4 with his hand.
  • the handle 4 comprises detection zones Zi, where the index i is an identifier of the detection zone Zi among the different detection zones of the handle 4.
  • These zones detection Zi are arranged on the gripping surfaces at locations which make it possible to detect a correct handling of handle 4 by the pilot's hand. Typically, these are places where the palm and/or fingers of the pilot's hand are placed when the grip of the handle 4 is correct. These locations vary depending on the conformation of the handle. Thus, the locations where these Zi detection zones must be placed must be determined on a case-by-case basis depending on the shape of the handle.
  • the detection zones Z are arranged at least inside two gripping surfaces located on opposite sides of the handle 4.
  • detection zones Zj are arranged in each of the surfaces 20, 22, 24 and 26.
  • the number N z of detection zones is odd and equal to 2M+1, where M is an integer greater than or equal to one and, preferably, greater than or equal to two or three.
  • the number M is equal to two and the handle 4 includes five detection zones Zi to Z 5 .
  • FIGs 1 to 3 Examples of places where these five zones Zj are arranged are shown in Figures 1 to 3.
  • the handle 4 is shown in side view.
  • Figures 2 and 3 the handle 4 is shown in front view and rear view respectively.
  • the grip of handle 4 is correct:
  • the Zi area is located under the thumb of the hand
  • - zone Z 4 is located under the index finger of the hand
  • - zone Z 5 is located under the bottom of the palm of the hand.
  • each of these zones Zi includes two sensors noted respectively Ci,i and Ci, 2 . ( Figure 4). Each of these sensors is able to switch reversibly between:
  • Each of the sensors Ci,i and C ii2 of zone Zj is insensitive to the presence and absence of the pilot's hand in a detection zone other than the detection zone Z. These sensors are distinct from the buttons 14, 16 and work independently of the buttons 14, 16. In particular, the switching of a sensor between its rest state and its active state does not, in itself, cause the generation of a control command. The sensors are only used here to detect correct grip of the handle 4.
  • Each of the sensors C>,1 and C>, 2 of each zone Zi is connected to the processing unit 6.
  • this unit 6 can also acquire the state in which each of the sensors C>,1 and C>, 2 is currently located at a given time.
  • the processing unit 6 comprises an electronic computer 30 integrated inside the handle 4 and a central electronic computer 32 located outside the handle 4. To improve the readability of the figure 1, the calculator 30 has been shown next to the handle 4.
  • the computer 30 and the central computer 32 are connected to each other by an information transmission link 33 such as a wired connection.
  • the computer 30 is configured:
  • a “correct” grip of the handle 4 is a grip of the handle 4 which allows the handle 4 to be switched from a deactivated state to an activated state .
  • This state is managed by the central computer 32 to take into account the handle movement information or not.
  • no control command for an actuator of the device 2 is transmitted by the processing unit 6 to the actuator or actuators concerned.
  • the handle 4 is unusable to control the device 2.
  • a corresponding control command is transmitted to the actuator or actuators concerned.
  • the correct grip is also a grip of the handle which cannot be confused with an accidental impact on the handle 4.
  • a correct grip corresponds to simultaneous presses on several of the detection zones Zi and, preferably, on at least three or more Z detection zones of the handle 4.
  • the computer 30 is configured to execute the following operations at a frequency greater than 1 Hz, and in particular greater than 10 Hz:
  • condition (1) If condition (1) is satisfied, trigger the signaling of correct handling and if condition (1) is not satisfied, do not trigger the signaling of correct handling.
  • the threshold Si is chosen greater than or equal to the number M. Furthermore, here, the threshold Si is chosen less than the total number N z of zones Zi. Thus, it is not necessary for the pilot's hand to rest on each of the Zi zones for the grip to be correct. This allows tolerance to variations in the correct grip of the handle 4 inherent to intra- and inter-individual variations of the user population.
  • the threshold Si is chosen equal to M+1, that is to say equal to three in this example.
  • the computer 30 comprises a calculation core, such as a microprocessor 34, and a memory 36.
  • the memory 36 includes the instructions executable by the microprocessor 34 , necessary to carry out operations 1) to 3) above.
  • the central computer 32 acquires the signal of correct handling transmitted by the computer 30. In response, if the handle 4 is in its deactivated state, then it immediately switches the state of the handle 4 of the disabled state to enabled state.
  • the state of the handle 4 is typically recorded in a variable stored in the central computer 32.
  • the expression “the handle 4 is in its activated state” only means that the value of this variable is equal to a first predefined value.
  • the expression “the handle 4 is in its deactivated state” means that the value of this same variable is equal to a second different predetermined value.
  • the central computer 32 transforms each actuation of the handle 4 into commands for controlling one or more of the actuators of the device 2 depending on the action carried out by the pilot's hand on the handle 4.
  • the calculator 32 is capable of:
  • condition (2) is that for a predetermined period, the central computer 32 does not receive any signal of correct handling.
  • the central computer 32 inhibits the sending, to the actuators of the device 2, of any control command generated as a function of a movement of the handle 4 or in response to the pressing of a button 14, 16 of the handle 4.
  • the computer 32 comprises a microprocessor 38 capable of executing instructions and a memory 40.
  • the memory 40 contains the instructions and data necessary to execute the various operations described above.
  • Figure 4 represents a detection zone Zi and its two sensors C>,1 and Ci, 2 .
  • the sensors C>,1 and C>, 2 are sensitive, respectively, to a first and a second physical characteristics of the pilot's hand to detect its presence and, alternately, its absence in the detection zone Zi.
  • a common mode failure is a simultaneous failure of all sensors following a single cause.
  • the use of sensors with different physical characteristics makes it possible to deal with the case where the sensor Ci,i is inoperative, the sensor C ii2 remaining operational, when the handle 4 is used in a particular context.
  • a sensor when a sensor is "inoperative", this means that it is unable to switch to its active state even if the pilot's hand is present on the Zi zone. Otherwise, that is to say when the sensor is capable of switching to its active state if the pilot's hand is present in the zone Zi, it is said to be “operational”.
  • the sensor C ij2 is said to be “complementary” to the sensor CM, because it is operational in a particular context of use where the sensor CM is inoperative.
  • the sensor Ci, 2 compensates for a functional limitation of the sensor C>,1 in a particular context of use of the handle 4.
  • Such a functional limitation of the sensor Ci,i is not a failure of the sensor Ci,i because as soon as the particular context of use disappears, the sensor Ci,i is immediately operational again.
  • a particular context of use is a context of use likely to be encountered, generally rarely, during normal use of the handle 4.
  • the senor C>,1 is a sensor sensitive to the electrical conductivity of human skin.
  • the particular context where the sensor Ci,i is inoperative is that where the pilot wears gloves made of dielectric material.
  • the sensor C>,1 is incapable of switching to its active state even if the gloved hand is present in the zone Zi.
  • the second physical characteristic of the pilot's hand is its ability to reflect radiation.
  • the sensor C ii2 is a proximity sensor which emits radiation, for example infrared radiation, and which detects the radiation reflected by the hand when the latter rests on the sensor C ii2 or is very close to the sensor C ii2 .
  • “very close” means within 1 mm.
  • the radiation emitted by the sensor C ij2 is modulated by information which makes it possible to distinguish it from other sources of infrared radiation located near this sensor Ci, 2 .
  • Each of the sensors Ci,i and C i 2 has a sensitive face.
  • the sensitive face of a sensor of the handle 4 is the portion of the gripping surface:
  • this sensor is capable of detecting the presence of the hand
  • the intersection of the sensitive faces of the sensors C>,1 and C>, 2 has a surface area greater than 0 cm 2 and, preferably, greater than 0.5 cm 2 or 1 cm 2 .
  • the surface of the intersection is greater than 0.8Smax or 0.9Smax, where S m ax is the surface of the largest of the sensitive faces of the sensors Ci,i and Ci, 2 .
  • the sensitive faces of the sensors C u and Ci, 2 are almost merged or are confused, or the sensitive face of one of the sensors Ci, i and C ii2 is entirely included inside the sensitive face of the other of sensors C>,1 and Ci, 2 .
  • the detection zone Zi is the zone of smallest surface which entirely contains the sensitive faces of the sensors Ci,i and C i 2 .
  • the handle includes an additional complementary sensor C ii3 (Fig. 4).
  • the sensor C ii3 uses a physical characteristic of the pilot's hand to detect its presence on the zone Zi which is different from the first and second physical characteristics used, respectively, by the sensors C>,1 and Ci, 2 .
  • the C ii3 sensor is a sensor directly sensitive to the force of pressure of the pilot's hand on the Zi area.
  • the sensor C ij3 is, by way of illustration, a piezoelectric sensor or similar which switches to its active state if the pressure exerted by the pilot's hand on the zone Zi is greater than a predetermined threshold S 3 . At least one of the zones Zi includes this additional sensor C ij3 .
  • the sensor C ij3 can be integrated in the zone Zi in addition to the sensors Ci,i and Ci, 2 .
  • the zone Zi includes three sensors Ci,i, C ii2 and C ij3 .
  • This detection zone Z is then turned on as soon as at least one of the sensors Ci,i, C ii2 and C i 3 is in the active state.
  • each zone Zi comprises a sensor Ci, 3 .
  • the sensor C i 3 can also be integrated into the zone Zi to replace one of the two sensors C>,1 and C il2 .
  • the number of sensors in zone Zi remains equal to two.
  • the sensor Ci, 3 replaces the sensor C ii2
  • the zone Zi is lit as soon as at least one of the sensors Ci,i and C i 3 switches to its active state.
  • only some of the zones Zi include the sensor C ij3 .
  • a detection zone Zi can then include more than three different sensors.
  • a detection zone can also include several identical sensors or sensors sensitive to the same physical characteristic of the pilot's hand. This increases operational safety. However, even in this case, the detection zone includes at least one additional sensor.
  • the zone Zi includes two copies of the sensor C>,1 and a single copy of the sensor C i>2 or includes two copies of the sensor Ci,i and two copies of the sensor Ci, 2 .
  • Ci,i Sensors sensitive to the electrical conductivity of the skin are possible.
  • the sensor Ci,i is a resistive sensor and not a capacitive sensor.
  • the complementary sensor can be a pressure sensor, such as a piezo-resistive sensor, a temperature sensor or an optical sensor.
  • the teaching according to which the occurrence of false negatives is limited when the sensor C>, 2 is complementary to the sensor CM, that is to say that the sensor C>, 2 is operational in a particular context where the sensor C>,1 is inoperative also applies to the case where the sensor C>,1 is not sensitive to the electrical conductivity of the skin, but to another physical characteristic.
  • the sensor C>,1 is, alternatively, a temperature sensor.
  • a temperature sensor may be inoperative in a particular context where the outside temperature is very low.
  • the sensor Ci, 2 is chosen as a sensor sensitive to a physical characteristic of the hand which is not affected by very low external temperatures.
  • the senor C ii2 is a sensor sensitive to the electrical conductivity of the skin, such as a capacitive sensor.
  • the sensor C i 2 can also be a sensor directly sensitive to the pressure exerted by the hand on the detection zone Zj such as a piezoelectric sensor.
  • a capacitive sensor is the case where the sensor C>,1 is an optical sensor. Such an optical sensor may be incapable of detecting the presence of the hand in a particular context where light is absent.
  • a sensor C ii2 complementary to the sensor Ci,i is an infrared proximity sensor or a sensor sensitive to the temperature or the electrical conductivity of the skin or to the pressure of the hand on the area Zj.
  • the total number N z of detection zones Z is even.
  • the number N z is equal to two.
  • the surface of the intersection between the sensitive faces of the sensors C>,1 and C>, 2 is less than 0.8 S max .
  • the sensitive faces of the sensors Ci,i and C ii2 do not overlap.
  • the sensors Ci,i and C i 2 are still close to each other.
  • the sensors Ci,i and C i 2 are considered to be close to each other if the distance between the isobarycenter of the sensitive face of the sensor Ci,i and the isobarycenter of the sensitive face of the sensor C>, 2 is less than 30 mm and, preferably, less than 25 mm or 20 mm.
  • the C ii2 sensor is then the sensor closest to sensor C>,1 among all the sensors of handle 4.
  • the value of the threshold Si can be chosen less than or equal to M or, on the contrary, greater than M+2 or M+3.
  • the different elements of the processing unit 6 are not necessarily distributed between the handle 4 and the external central computer 32.
  • all of the elements of the processing unit 6 are located outside the handle 4.
  • the functions performed by the computer 30 are implemented in the central computer 32 and the computer 30 is omitted.
  • the states of the sensors Ci,i and C i 2 of the handle 4 are transmitted to the central computer 32.
  • the central computer 32 then itself processes the states received to determine whether the handle 4 must be switched to its state enabled or in its disabled state.
  • the computer 30 can signal an incorrect handling as long as condition (1) is not satisfied and only stop this signaling of a handling incorrect as soon as condition (1) is satisfied. In this case, the computer 32 can deduce the existence of correct handling from the fact that it no longer receives, for a predetermined period, the signal of incorrect handling.
  • condition (2) to switch the state of handle 4 from the activated state to its deactivated state
  • condition (2) is as follows: N A S 2 , where S 2 is a predetermined threshold.
  • condition (2) is evaluated by the computer 30 and the computer 30 transmits to the central computer 32 a report of incorrect handling as soon as condition (2) is satisfied.
  • the central computer 32 immediately switches the state of the handle 4 from the state enabled to its disabled state.
  • the threshold S 2 is lower than the threshold Si so that condition (1) for moving from the deactivated state to the activated state is more difficult to satisfy and more restrictive than condition (2). This allows, once the handle 4 is in its activated state, a greater tolerance for a “loss” of the grip of the handle 4 to control the device 2.
  • the calculation core of the computer 30 is a hardware calculation unit implemented in a component such as a programmable logic circuit such as an FPGA (“Field Programmable Gate Array”).
  • a programmable logic circuit such as an FPGA (“Field Programmable Gate Array”).
  • device 2 may be a crane or a turret.
  • Device 2 is not necessarily a monolithic device in which all the elements are attached to each other via the same chassis.
  • the device 2 includes a remote control and a device remotely controlled from this remote control.
  • the remote control is equipped with the control handle and, for example, with the processing unit 6.
  • the actuator(s) are mounted on the remote-controlled device.
  • the control commands are transmitted to the remote-controlled devices, typically, via a wireless link.
  • An example of such a device is the assembly formed by a drone and its remote control.
  • the actuator(s) controlled according to the actuation of the handle are not necessarily actuators of the means of propulsion and/or guidance of the device. What has been described here applies to any type of actuator controlled using a control handle.
  • the controlled actuator may be an actuator which controls the opening of an electrical circuit or its closing.
  • the handle is only provided with one or more buttons and cannot be moved by the pilot's hand.
  • the handle can also be devoid of any button and can only be moved by the pilot's hand.
  • the number of degrees of freedom in movement of the handle is greater than or equal to one and may be greater than or equal to two, three or four.
  • the handle is also movable in translation and not only in rotation around one or more axes.

Landscapes

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Abstract

Appareil pilotable Cet appareil comporte : - une poignée (4) de pilotage comportant plusieurs zones de détection Zi. Chaque zone de détection Zi comporte un premier et un second capteurs aptes chacun à basculer dans un état actif lorsqu'il détecte la présence sur la zone de détection Zi de la main du pilote. Ces premier et second capteurs étant sensibles à, respectivement, une première et une seconde caractéristiques physiques de la main du pilote, la seconde caractéristique physique étant indépendante de la première caractéristique physique, et - une unité (6) de traitement configurée : - pour calculer le nombre de zones de détection Zi qui comportent au moins un capteur dans son état actif, et - lorsque ce nombre calculé est supérieur à un seuil prédéterminé, pour déclencher le signalement d'une prise en main correcte de la poignée.

Description

Appareil pilotable et poignée de pilotage pour la réalisation de cet appareil pilotable
[1] L'invention concerne un appareil pilotable et une poignée de pilotage pour la réalisation de cet appareil pilotable.
[2] La demande US6948398 décrit un véhicule pilotable à l'aide d'une poignée de pilotage. Cette poignée comporte deux zones de détection disposées à des endroits sur la poignée qui permettent de détecter une prise en main correcte de la poignée par une main d'un pilote. Seule une prise en main correcte de la poignée permet de faire basculer cette poignée d'un état désactivé vers un état activé. Dans l'état désactivé, la poignée ne peut pas être utilisée pour piloter le véhicule. A l'inverse dans l'état activé, la poignée permet de piloter le véhicule.
[3] La prise en main est correcte seulement si la main du pilote appuie simultanément sur chacune des deux zones de détection. A l'inverse, si la main du pilote appuie seulement sur une des deux zones de détection ou sur aucune des deux zones de détection, la prise en main de la poignée est incorrecte et la poignée reste dans son état désactivé.
[4] Pour détecter la présence de la main sur chacune des zones de détection, chacune de ces zones de détection est équipée d'un capteur capacitif apte à basculer de façon réversible entre :
- un état actif dans lequel il détecte la présence sur cette zone de détection de la main du pilote, et en alternance
- dans un état de repos dans lequel il ne détecte pas la présence de la main du pilote sur la zone de détection.
[5] Ce véhicule équipé de cette poignée est avantageux en ce qu'il permet d'éviter des erreurs de pilotage. En particulier, dans l'état désactivé, un déplacement accidentel de la poignée, par exemple un coup de genou sur la poignée, ne peut pas provoquer un déplacement accidentel et non-volontaire du véhicule. [6] La demande US6948398 indique également que l'utilisation de capteurs capacitifs est avantageuse car elle permet la détection d'une prise en main correcte de la poignée même si le pilote porte des gants. Toutefois, en pratique, cela n'est pas toujours vrai car il existe des gants réalisés dans des matériaux diélectriques qui, lorsqu'ils sont portés par le pilote, rendent impossible la détection de la main en appui sur les deux zones de détection. Dans un tel cas, la poignée reste donc dans son état désactivé. Cela empêche de piloter le véhicule alors que la prise en main de la poignée est correcte. Par la suite, une telle situation est appelée "faux négatif" car une prise en main incorrecte est détectée alors que, en réalité, la prise en main est correcte.
[7] De l’état de la technique est également connu de US6948398B2, FR3117997A1 et US2008/250889A1 .
[8] L'invention vise à remédier à cet inconvénient en proposant un appareil pilotable à l'aide d'une poignée dans lequel l’occurrence des faux-négatifs est limitée.
[9] Elle a donc pour objet un appareil pilotable conforme à la revendication 1 .
[10] L'invention a également pour objet une poignée de pilotage pour la réalisation de cet appareil pilotable.
[11] L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels :
- la figure 1 est une illustration schématique de l’architecture d’un appareil pilotable à l'aide d'une poignée de pilotage,
- la figure 2 est une illustration schématique, en vue de face, de la poignée de pilotage de l'appareil de la figure 1 ,
- la figure 3 est une illustration schématique, en vue arrière, de la poignée de pilotage de l'appareil de la figure 1 , et
- la figure 4 est une illustration schématique d'une zone de détection de la poignée de pilotage de l'appareil de la figure 1 .
[12] Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments. Dans la suite de cette description, les caractéristiques et fonctions bien connues de l’homme du métier ne sont pas décrites en détails.
[13] Dans cette description un exemple détaillé de mode de réalisation est d'abord décrit dans un chapitre I en référence aux figures. Ensuite, dans un chapitre II, des variantes de ce mode de réalisation sont présentées. Enfin, les avantages des différents modes de réalisation sont expliqués dans un chapitre III.
[14] Chapitre I : Exemple de mode de réalisation :
[15] La figure 1 représente un appareil 2 pilotable à l’aide d’une poignée 4 de pilotage. Ici, à titre d’illustration, l’appareil 2 est un aéronef tel qu’un avion ou un hélicoptère. L’appareil 2 comporte :
- une unité 6 de traitement des différentes informations obtenues en réponse à l’actionnement de la poignée 4 par la main d’un pilote, et
- un ou plusieurs actionneurs électriques qui reçoivent des commandes de pilotage envoyées par l’unité 6 de traitement en réponse aux actions de la main du pilote sur la poignée 4.
[16] Pour simplifier la figure 1 , seuls deux actionneurs 8 et 10 ont été représentés. Par exemple, l’actionneur 8 est un actionneur électrique des moyens de propulsion et de guidage de l'appareil 2. A titre d’illustration, l’actionneur 8 permet d’ajuster la vitesse de l’appareil 2 ou la direction dans laquelle se déplace l’appareil 2.
[17] L’actionneur 10 est un actionneur indépendant des moyens de propulsion et de guidage de l’appareil 2. Par exemple, l’actionneur 10 permet de déclencher une action telle qu'un tir d'un projectile. Le projectile est par exemple un missile ou une balle.
[18] Ici, la poignée 4 est une poignée déplaçable par rapport au châssis de l'appareil 2 par la main du pilote. Par exemple, la poignée 4 est déplaçable en rotation autour d'un axe longitudinal et autour d'un axe transversal. Typiquement, l'axe longitudinal est parallèle à la direction de déplacement de l'appareil 2 lorsque celui-ci se déplace en ligne droite. L'axe transversal est perpendiculaire à l'axe longitudinal et contenu dans un plan horizontal lorsque l'appareil se déplace horizontalement.
[19] Pour mesurer les angles de rotation de la poignée 4 autour des axes longitudinal et transversal, l'appareil 2 est équipé d'au moins une unité 12 de mesure des déplacements de la poignée 4 par rapport au châssis de l'appareil 2. L'unité 12 transmet les angles mesurés à l'unité 6 de traitement.
[20] Dans cet exemple, la poignée 4 est également équipée de plusieurs boutons actionnables par les doigts du pilote. Chaque bouton est déplaçable de façon réversible entre une position relâchée et une position enfoncée. C'est le doigt du pilote qui permet de déplacer l'un quelconque de ces boutons de sa position relâchée jusqu'à sa position enfoncée à l'encontre d'une force de rappel. En absence de sollicitation extérieure, chaque bouton est dans sa position relâchée. Le passage d'un bouton de sa position relâchée vers sa position enfoncée déclenche l'envoi d'une commande de pilotage vers un actionneur électrique de l'appareil 2. Par exemple, ici, l’enfoncement d'au moins un de ces boutons est susceptible de déclencher l'envoi d'une commande de pilotage de l'actionneur 10 qui déclenche un tir de projectile. Ce bouton porte la référence numérique 14 sur la figure 1 et se présente sous la forme d'une gâchette.
[21] Pour simplifier les figures, les autres boutons de la poignée 4 sont chacun désignés par la référence numérique 16, même si les structures de ces autres boutons peuvent être différentes et que les actions déclenchées par l'enfoncement de chacun de ces boutons 16 sont différentes.
[22] Chacun de ces boutons 14, 16 est raccordé à l'unité 6 de traitement, de sorte que l'unité 6 peut acquérir la position dans laquelle se trouve chacun de ces boutons.
[23] Par la suite, le terme « actionnement de la poignée » désigne aussi bien le fait de déplacer la poignée 4 que d'enfoncer l'un des boutons de cette poignée 4.
[24] Entre les boutons 14 et 16, la poignée 4 comporte des surfaces de préhension sur lesquelles repose la main du pilote lorsque celui-ci prend en main correctement cette poignée 4. La localisation de ces surfaces coïncide avec les zones de contact typiques entre la main du pilote et la poignée. Ici, la poignée 4 comporte, lors d'une prise en main normale et correcte de la poignée 4 par le pilote :
- une surface avant 20 de préhension tournée vers le pilote,
- une surface arrière 22 de préhension située du côté opposé à la surface 20 ;
- des surfaces latérales 24 et 26 (figure 2) de préhension.
[25] Les surfaces latérales 24 et 26 sont situées entre les surfaces 20 et 22. Ici, ces surfaces 24 et 26 sont situées, respectivement, du côté gauche et du côté droit de la poignée 4.
[26] Typiquement, ces surfaces de préhension sont conformées et/ou réalisées dans un matériau qui assure un confort adapté au pilote lorsque celui-ci tient la poignée 4 à l'aide de sa main.
[27] A l'intérieur de ces surfaces de préhension, la poignée 4 comporte des zones de détection Zi, où l’indice i est un identifiant de la zone de détection Zi parmi les différentes zones de détection de la poignée 4. Ces zones de détection Zi sont disposées sur les surfaces de préhension à des endroits qui permettent de détecter une prise en main correcte de la poignée 4 par la main du pilote. Typiquement, il s'agit d'endroits où sont disposés la paume et/ou les doigts de la main du pilote lorsque la prise en main de la poignée 4 est correcte. Ces endroits varient en fonction de la conformation de la poignée. Ainsi, les endroits où doivent être disposées ces zones de détection Zi doivent être déterminés au cas par cas en fonction de la conformation de la poignée.
[28] Généralement, pour détecter une prise en main correcte de la poignée 4, les zones de détection Z sont disposées au moins à l'intérieur de deux surfaces de préhension situées sur des côtés opposés de la poignée 4. A cet effet, ici, des zones de détection Zj sont disposées dans chacune des surfaces 20, 22, 24 et 26.
[29] De préférence, le nombre Nz de zones de détection est impair et égal à 2M+1 , où M est un nombre entier supérieur ou égal à un et, de préférence, supérieur ou égal à deux ou trois. Dans ce mode de réalisation, le nombre M est égal à deux et la poignée 4 comportent cinq zones de détection Zi à Z5.
[30] Des exemples d'endroits où ces cinq zones Zj sont disposées, sont représentés sur les figures 1 à 3. Sur la figure 1 , la poignée 4 est représentée en vue de côté. Sur les figures 2 et 3, la poignée 4 est représentée respectivement en vue de face et en vue arrière. Ici, lorsque la prise en main de la poignée 4 est correcte :
- la zone Zi se trouve sous le pouce de la main,
- la zone Z2 se trouve sous l'auriculaire de la main,
- la zone Z3 se trouve sous le haut de la paume de la main,
- la zone Z4 se trouve sous l'index de la main, et
- la zone Z5 se trouve sous le bas de la paume de la main.
[31 ] Pour permettre une détection, chacune de ces zones Zi comporte deux capteurs notés respectivement Ci,i et Ci,2. (Figure 4). Chacun de ces capteurs est apte à basculer de façon réversible entre :
- un état actif dans lequel il détecte la présence sur la zone de détection Z de la main du pilote et, en alternance
- un état de repos dans lequel la présence sur la zone de détection Zj de la main du pilote n'est pas détectée.
[32] Chacun des capteurs Ci,i et Cii2 de la zone Zj est insensible à la présence et à l'absence de la main du pilote dans une autre zone de détection que la zone de détection Z. Ces capteurs sont distincts des boutons 14, 16 et fonctionnent indépendamment des boutons 14, 16. En particulier, le basculement d'un capteur entre son état de repos et son état actif ne provoque pas, à lui-seul, la génération d'une commande de pilotage. Les capteurs sont ici uniquement utilisés pour détecter une prise en main correcte de la poignée 4.
[33] Chacun des capteurs C>,1 et C>,2 de chaque zone Zi est raccordé à l'unité 6 de traitement. Ainsi, cette unité 6 peut acquérir également l'état dans lequel se trouve actuellement chacun des capteurs C>,1 et C>,2 à un instant donné.
[34] Un exemple de mode de réalisation d'une zone Zi est décrit plus en détail en référence à la figure 4.
[35] Dans ce mode de réalisation, l'unité 6 de traitement comporte un calculateur électronique 30 intégré à l'intérieur de la poignée 4 et un calculateur électronique central 32 situé en dehors de la poignée 4. Pour améliorer la lisibilité de la figure 1 , le calculateur 30 a été représenté à côté de la poignée 4.
[36] Le calculateur 30 et le calculateur central 32 sont reliés l'un à l'autre par une liaison 33 de transmission d'informations telle qu'une liaison filaire.
[37] Le calculateur 30 est configuré :
- pour acquérir l'état de chacun des capteurs Ci,i et Ci 2 de chaque zone Zi, puis
- en fonction de l'état de ces capteurs Ci,i et Ci,2, pour détecter et signaler une prise en main correcte de la poignée 4 par la main du pilote.
[38] Comme expliqué dans l'introduction de cette demande, une prise en main « correcte » de la poignée 4 est une prise en main de la poignée 4 qui permet de faire basculer la poignée 4 d'un état désactivé vers un état activé. Cet état est géré par le calculateur central 32 pour prendre en compte ou pas les informations de mouvement de la poignée. Dans ce mode de réalisation, dans l'état désactivé, quelle que soit l'actionnement de la poignée 4, aucune commande de pilotage d'un actionneur de l'appareil 2 n’est transmise par l'unité 6 de traitement à l'actionneur ou aux actionneurs concernés. Autrement dit, dans l'état désactivé, la poignée 4 est inutilisable pour piloter l'appareil 2. A l'inverse, dans l'état activé, en réponse à chaque actionnement de la poignée 4, une commande de pilotage correspondante est transmise à l'actionneur ou aux actionneurs concernés. Ainsi, c’est seulement dans son état activé que la poignée 4 est utilisable pour piloter l'appareil 2. Dès lors, l'appareil 4 ne peut être piloté à l'aide de la poignée 4 que si celle-ci est correctement prise en main par le pilote. [39] La prise en main correcte est aussi une prise en main de la poignée qui ne peut pas être confondue avec un choc accidentel sur la poignée 4. Ainsi, une prise en main correcte correspond à des appuis simultanés sur plusieurs des zones de détection Zi et, de préférence, sur au moins trois zones de détection Z ou plus de la poignée 4. A cet effet, ici, le calculateur 30 est configuré pour exécuter les opérations suivantes à une fréquence supérieure à 1 Hz , et notamment supérieure à 10 Hz :
- Opération 1 ) : Calculer le nombre NA de zones Zi qui comportent au moins un capteur Ci,i ou Ci, 2 dans son état actif, puis
- Opération 2) : Vérifier si la condition (1 ) suivante est satisfaite : NA Si, où Si est un seuil prédéterminé, puis
- Opération 3) : Si la condition (1 ) est satisfaite, déclencher le signalement d'une prise en main correcte et si la condition (1) n'est pas satisfaite, ne pas déclencher le signalement d'une prise en main correcte.
[40] Par la suite, dans ce texte, lorsqu'une zone Zi comporte au moins un capteur dans l'état actif, cette zone Zi est dite « allumée ». A l'inverse, si cette zone Zi comporte uniquement des capteurs dans leur état de repos, cette zone Zi est dite « éteinte ».
[41] De préférence, le seuil Si est choisi supérieur ou égal au nombre M. De plus, ici, le seuil Si est choisi inférieur au nombre total Nz de zones Zi. Ainsi, il n'est pas nécessaire que la main du pilote soit en appui sur chacune des zones Zi pour que la prise en main soit correcte. Cela autorise une tolérance aux variations de la prise en main correcte de la poignée 4 inhérentes aux variations intra et inter individuelles de la population utilisatrice.
[42] Ici, le seuil Si est choisi égal à M+1 , c'est-à-dire égal à trois dans cet exemple.
[43] Pour mettre en œuvre les opérations 1 ) à 3) ci-dessus, le calculateur 30 comporte un cœur de calcul, tel qu’un microprocesseur 34, et une mémoire 36. La mémoire 36 comporte les instructions exécutables par le microprocesseur 34, nécessaires pour réaliser les opérations 1 ) à 3) ci-dessus.
[44] Le calculateur central 32 acquiert le signalement d'une prise en main correcte transmis par le calculateur 30. En réponse, si la poignée 4 est dans son état désactivé, alors il bascule immédiatement l'état de la poignée 4 de l'état désactivé vers l'état activé. L'état de la poignée 4 est typiquement enregistré dans une variable mémorisée dans le calculateur central 32. Ainsi, l'expression « la poignée 4 est dans son état activé » signifie seulement que la valeur de cette variable est égale à une première valeur prédéfinie. L'expression « la poignée 4 est dans son état désactivé » signifie que la valeur de cette même variable est égale à une seconde valeur différente prédéterminée.
[45] Tant que la poignée 4 est dans l'état activé, à une fréquence supérieure à 1 Hz ou à 10 Hz, le calculateur central 32 exécute les opérations suivantes :
- Opération (a) : Le calculateur 32 acquiert les mesures de l'unité 12 et la position des boutons 14 et 16 de la poignée, puis
- Opération (b) : Le calculateur 32 génère des commandes de pilotage des actionneurs en fonction des mesures et des positions acquises lors de l'opération (a), puis
- Opération (c) : Le calculateur 32 envoie aux actionneurs concernés les commandes de pilotage générées lors de l'opération (b).
[46] Ainsi, tant que la poignée 4 est dans l'état activé, le calculateur central 32 transforme chaque actionnement de la poignée 4 en commandes de pilotage d'un ou plusieurs des actionneurs de l'appareil 2 en fonction de l'action réalisée par la main du pilote sur la poignée 4.
[47] Par exemple, le calculateur 32 est capable :
- d'envoyer une commande de pilotage de l'actionneur 8 construite à partir des angles mesurés par l'unité 12, et
- d'envoyer une commande de pilotage à l'actionneur 10 lorsque le bouton 14 atteint sa position enfoncée.
[48] Tant que la poignée 4 est dans son état activé, le calculateur central 32 vérifie aussi à intervalles réguliers si une condition (2) est satisfaite. Lorsque la condition (2) est satisfaite, le calculateur central 32 bascule immédiatement l'état de la poignée 4 de l'état activé vers l'état désactivé. Par exemple, ici, la condition (2) est que pendant une durée prédéterminée, le calculateur central 32 ne reçoit aucun signalement d'une prise en main correcte.
[49] Tant que la poignée 4 est dans l'état désactivé, le calculateur central 32 inhibe l'envoi, aux actionneurs de l'appareil 2, de toute commande de pilotage générée en fonction d'un déplacement de la poignée 4 ou en réponse à l'enfoncement d'un bouton 14, 16 de la poignée 4. Ainsi, dans cet exemple de mode de réalisation, pour piloter l'appareil 2 à l'aide de la poignée 4, il faut que la prise en main de la poignée 4 soit correcte. [50] Typiquement, le calculateur 32 comporte un microprocesseur 38 apte à exécuter des instructions et une mémoire 40. La mémoire 40 comporte les instructions et les données nécessaires pour exécuter les différentes opérations décrites ci-dessus.
[51] La figure 4 représente une zone de détection Zi et ses deux capteurs C>,1 et Ci,2. Les capteurs C>,1 et C>,2 sont sensibles, respectivement, à une première et à une seconde caractéristiques physiques de la main du pilote pour détecter sa présence et, en alternance, son absence sur la zone de détection Zi.
[52] Le recours à des technologies de capteurs différentes permet d’adresser différentes problématiques : une première problématique de panne de mode commun et une seconde problématique de condition opérationnelle de détection.
[53] Une panne de mode commun est une panne simultanée de l’ensemble des capteurs suite à une cause unique. Utiliser des capteurs de technologies différentes pour une même zone de détection, c’est-à-dire sensible à des caractéristiques physiques différentes permet avantageusement d’adresser ce problème.
[54] Pour les aspects de condition opérationnelle de détection, l’utilisation de capteurs de caractéristiques physiques différentes permet de traiter le cas où le capteur Ci,i est inopérant, le capteur Cii2 restant quant à lui opérationnel, lorsque la poignée 4 est utilisée dans un contexte particulier. Dans ce texte, lorsqu’un capteur est "inopérant", cela signifie qu'il est incapable de basculer dans son état actif même si la main du pilote est présente sur la zone Zi. Dans le cas contraire, c'est-à-dire lorsque le capteur est capable de basculer dans son état actif si la main du pilote est présente sur la zone Zi, il est dit "opérationnel". Dans ce texte, le capteur Cij2 est dit « complémentaire » du capteur CM , car il est opérationnel dans un contexte particulier d'utilisation où le capteur CM est inopérant. Ainsi, le capteur Ci,2 vient pallier une limitation fonctionnelle du capteur C>,1 dans un contexte particulier d'utilisation de la poignée 4. Une telle limitation fonctionnelle du capteur Ci,i n'est pas une panne du capteur Ci,i car dès que le contexte particulier d'utilisation disparaît, le capteur Ci,i est de nouveau immédiatement opérationnel. Un contexte particulier d'utilisation est un contexte d'utilisation susceptible d’être rencontré, généralement rarement, lors d'un usage normal de la poignée 4.
[55] Par exemple, ici, le capteur C>,1 est un capteur sensible à la conductivité électrique de la peau humaine. Dans ce cas, le contexte particulier où le capteur Ci,i est inopérant, est celui où le pilote porte des gants en matériau diélectrique. Dans ce contexte particulier, le capteur C>,1 est incapable de basculer dans son état actif même si la main gantée est présente sur la zone Zi.
[56] Dans ce cas, puisque le capteur C>,2 utilise une autre caractéristique physique de la main que sa conductivité électrique, ce capteur C>,2 reste opérationnel lorsque la main gantée est présente sur la zone Zi. Dès lors, le fait que le pilote porte des gants en matériau diélectrique n'empêche pas la zone Zi de s'allumer correctement quand la main du pilote est présente sur cette zone de détection. Par conséquent, une prise en main correcte peut aussi être détectée, même dans ce contexte particulier.
[57] Par exemple, ici, la seconde caractéristique physique de la main du pilote est sa capacité à réfléchir un rayonnement. Le capteur Cii2 est un capteur de proximité qui émet un rayonnement, par exemple un rayonnement infrarouge, et qui détecte le rayonnement réfléchi par la main lorsque celle-ci repose sur le capteur Cii2 ou est très proche du capteur Cii2. Par exemple, « très proche » signifie à moins de 1 mm. Typiquement, le rayonnement émis par le capteur Cij2 est modulé par une information qui permet de le distinguer d’autres sources de rayonnement infrarouges situées à proximité de ce capteur Ci,2.
[58] Chacun des capteurs Ci,i et Ci 2 comporte une face sensible. La face sensible d'un capteur de la poignée 4 est la portion de la surface de préhension :
- à l'intérieur de laquelle ce capteur est capable de détecter la présence de la main, et
- en dehors de laquelle ce même capteur n'est plus capable de détecter la présence de la main.
[59] Dans ce premier mode de réalisation, l'intersection des faces sensibles des capteurs C>,1 et C>,2 présente une surface supérieure à 0 cm2 et, de préférence, supérieure à 0,5 cm2 ou 1 cm2. De préférence, la surface de l’intersection est supérieure à 0,8Smax ou à 0,9Smax, où Smax est la surface de la plus grande des faces sensibles des capteurs Ci,i et Ci,2. A cet effet, les faces sensibles des capteurs C u et Ci,2 sont presque confondues ou sont confondues, ou la face sensible de l'un des capteurs Ci,i et Cii2 est entièrement incluse à l'intérieur de la face sensible de l'autre des capteurs C>,1 et Ci,2.
[60] La zone de détection Zi est la zone de plus petite surface qui contient entièrement les faces sensibles des capteurs Ci,i et Ci 2.
[61 ] Chapitre : Variantes :
[62] Variantes de la poignée : [63] En variante, la poignée comporte un capteur complémentaire Cii3 (Fig. 4) supplémentaire. Le capteur Cii3 utilise une caractéristique physique de la main du pilote pour détecter sa présence sur la zone Zi qui est différente des première et seconde caractéristiques physiques utilisées, respectivement, par les capteurs C>,1 et Ci,2. Par exemple, le capteur Cii3 est un capteur directement sensible à la force d'appui de la main du pilote sur la zone Zi. Le capteur Cij3 est, à titre d'illustration, un capteur piézoélectrique ou similaire qui bascule dans son état actif si la pression exercée par la main du pilote sur la zone Zi est supérieure à un seuil prédéterminé S3. Au moins une des zones Zi comporte ce capteur Cij3 supplémentaire. Le capteur Cij3 peut être intégré dans la zone Zi en complément des capteurs Ci,i et Ci,2. Dans ce cas, la zone Zi comporte trois capteurs Ci,i, Cii2 et Cij3. Cette zone de détection Z est alors allumée dès qu’au moins l'un des capteurs Ci,i, Cii2 et Ci 3 est dans l'état actif. Dans cette variante, de préférence, chaque zone Zi comporte un capteur Ci,3.
[64] Le capteur Ci 3 peut aussi être intégré dans la zone Zi en remplacement d'un des deux capteurs C>,1 et Cil2. Dans ce cas, le nombre de capteurs de la zone Zi reste égal à deux. Par exemple, si le capteur Ci, 3 remplace le capteur Cii2, la zone Zi est allumée dès qu’au moins un des capteurs Ci,i et Ci 3 bascule dans son état actif. Dans cette variante, seules quelques unes des zones Zi comportent le capteur Cij3.
[65] Il est aussi possible d'intégrer dans la poignée, en plus des capteurs Ci,i , Cii2 et Ci,3, d'autres capteurs supplémentaires qui utilisent chacun une autre caractéristique physique de la main du pilote pour détecter sa présence dans une zone Zi. Dans ce cas, une zone de détection Zi peut alors comporter plus de trois capteurs différents.
[66] Une zone de détection peut aussi comporter plusieurs capteurs identiques ou sensibles à la même caractéristique physique de la main du pilote. Cela permet d’augmenter la sûreté de fonctionnement. Toutefois, même dans ce cas, la zone de détection comporte au moins un capteur complémentaire. Par exemple, la zone Zi comporte deux exemplaires du capteurs C>,1 et un seul exemplaire du capteur Ci>2 ou comporte deux exemplaires du capteur Ci,i et deux exemplaires du capteur Ci,2.
[67] D'autres technologies de capteurs Ci,i sensibles à la conductivité électrique de la peau sont possibles. Par exemple, en variante, le capteur Ci,i est un capteur résistif et non pas un capteur capacitif.
[68] De façon similaire, d'autres technologies de capteurs sont utilisables pour réaliser le capteur complémentaire Cil2. Par exemple, le capteur complémentaire peut être un capteur de pression, tel qu'un capteur piezo-résistif, un capteur de température ou un capteur optique.
[69] L'enseignement selon lequel l'occurrence de faux négatifs est limitée lorsque le capteur C>,2 est complémentaire du capteur CM, c'est-à-dire que le capteur C>,2 est opérationnel dans un contexte particulier où le capteur C>,1 est inopérant, s'applique aussi au cas où le capteur C>,1 n'est pas sensible à la conductivité électrique de la peau, mais à une autre caractéristique physique. Par exemple, le capteur C>,1 est, en variante, un capteur de température. Un tel capteur de température peut être inopérant dans un contexte particulier où la température extérieure est très basse. Dans ce cas, le capteur Ci,2 est choisi comme un capteur sensible à une caractéristique physique de la main qui n'est pas affectée par des températures extérieures très basses. Par exemple, dans ce cas, le capteur Cii2 est un capteur sensible à la conductivité électrique de la peau, tel qu'un capteur capacitif. Toujours dans ce même cas, le capteur C i 2 peut aussi être un capteur directement sensible à la pression exercée par la main sur la zone de détection Zj tel qu'un capteur piézoélectrique.
[70] Un autre exemple où l'enseignement donné ici est appliqué en absence de capteur capacitif est le cas où le capteur C>,1 est un capteur optique. Un tel capteur optique peut être incapable de détecter la présence de la main dans un contexte particulier où la lumière est absente. Dans ce cas, un capteur C ii2 complémentaire du capteur Ci,i est un capteur de proximité infrarouge ou un capteur sensible à la température ou à la conductivité électrique de la peau ou à la pression de la main sur la zone Zj.
[71 ] En variante, le nombre total Nz de zones de détection Z est pair. Dans une variante extrêmement simplifiée, le nombre Nz est égal à deux.
[72] Dans une variante simplifiée, la surface de l’intersection entre les faces sensibles des capteurs C>,1 et C>,2 est inférieure à 0,8 Smax.
[73] Dans une autre variante, les faces sensibles des capteurs Ci,i et Cii2 ne se chevauchent pas. Dans ce cas, les capteurs Ci,i et Ci 2 sont quand même à proximité l’un de l’autre. Ici, les capteurs Ci,i et Ci 2 sont considérés comme étant à proximité l’un de l’autre si la distance entre l’isobarycentre de la face sensible du capteur Ci,i et l’isobarycentre de la face sensible du capteur C>,2 est inférieure à 30 mm et, de préférence, inférieure à 25 mm ou 20 mm. De plus, généralement, le capteur Cii2 est alors le capteur le plus proche du capteur C>,1 parmi l’ensemble des capteurs de la poignée 4.
[74] Variantes de l'unité de traitement :
[75] En variante, la valeur du seuil Si peut être choisie inférieur ou égale à M ou au contraire plus grande que M+2 ou M+3.
[76] Les différents éléments de l'unité 6 de traitement ne sont pas nécessairement répartis entre la poignée 4 et le calculateur central 32 externe. Par exemple, dans une variante, l'ensemble des éléments de l'unité 6 de traitement est situé en dehors de la poignée 4. Par exemple, les fonctions réalisées par le calculateur 30 sont implémentées dans le calculateur central 32 et le calculateur 30 est omis. Dans ce cas, les états des capteurs Ci,i et Ci 2 de la poignée 4 sont transmis au calculateur central 32. Le calculateur central 32 traite alors lui-même les états reçus pour déterminer si la poignée 4 doit être basculée dans son état activé ou dans son état désactivé. A l'inverse, il est aussi possible de loger entièrement l'unité 6 de traitement à l'intérieur de la poignée 4.
[77] En variante, dans l'état désactivé, seule une partie des commandes de pilotage susceptibles d'être générées en réponse à un actionnement de la poignée 4 est inhibée. L'autre partie des commandes susceptibles d'être générées en réponse à un actionnement de la poignée 4, est générée même dans l'état désactivé de la poignée 4. Par exemple, les commandes susceptibles d'être générées par un actionnement de la poignée 4, même dans l'état désactivé, sont des commandes qui ne remettent pas en cause la sécurité du pilotage de l'appareil 2.
[78] Au lieu de signaler au calculateur central 32 une prise en main correcte, le calculateur 30 peut signaler une prise en main incorrecte tant que la condition (1 ) n'est pas satisfaite et seulement arrêter ce signalement d'une prise en main incorrecte dés que la condition (1 ) est satisfaite. Dans ce cas, le calculateur 32 peut déduire l'existence d'une prise en main correcte du fait qu'il ne reçoit plus, pendant une durée prédéterminée, le signalement d'une prise en main incorrecte.
[79] En variante, la condition (2), pour faire basculer l'état de la poignée 4 de l'état activé vers son état désactivé, est différente. Par exemple, en variante, la condition (2) est la suivante : NA S2, où S2 est un seuil prédéterminé. Dans ce cas, la condition (2) est évaluée par le calculateur 30 et le calculateur 30 transmet au calculateur central 32 un signalement d'une prise en main incorrecte dès que la condition (2) est satisfaite. En réponse, le calculateur central 32 bascule immédiatement l'état de la poignée 4 de l'état activé vers son état désactivé. De préférence, le seuil S2 est inférieur au seuil Si de sorte que la condition (1 ) pour passer de l'état désactivé à l'état activé est plus difficile à satisfaire et plus contraignante que la condition (2). Cela autorise une fois que la poignée 4 est dans son état activé, une tolérance plus grande sur une « perte » de la prise en main de la poignée 4 pour piloter l'appareil 2.
[80] Avantageusement, notamment dans le domaine de l’aéronautique, le cœur de calcul du calculateur 30 est une unité matérielle de calcul implémentée dans un composant tel qu’un circuit logique programmable comme un FPGA (« Field Programmable Gate Array »).
[81] Autres variantes :
[82] Ce qui a été décrit ici dans le cas particulier d'un aéronef s'applique à tout type de véhicule, comme des véhicules automobiles, un char, des bateaux ou autres. Cela s'applique également à tout appareil pilotable à l'aide d'une poignée sans que cet appareil soit nécessairement un véhicule. Par exemple, l'appareil 2 peut être une grue ou une tourelle.
[83] L'appareil 2 n'est pas nécessairement un appareil monolithique dans lequel tous les éléments sont fixés les uns aux autres par l'intermédiaire d'un même châssis. En variante, l'appareil 2 comporte une télécommande et un dispositif télécommandé à partir de cette télécommande. La télécommande est équipée de la poignée de pilotage et, par exemple, de l'unité 6 de traitement. Le ou les actionneurs sont montés sur le dispositif télécommandé. Dans ce cas, les commandes de pilotage sont transmises aux dispositifs télécommandés, typiquement, par l'intermédiaire d'une liaison sans fil. Un exemple d'un tel appareil est l'ensemble formé par un drone et sa télécommande.
[84] Le ou les actionneurs commandés en fonction de l’actionnement de la poignée ne sont pas nécessairement des actionneurs des moyens de propulsion et/ou de guidage de l'appareil. Ce qui a été décrit ici s'applique à tout type d'actionneur commandé à l'aide d'une poignée de pilotage. Par exemple, l’actionneur commandé peut être un actionneur qui commande l'ouverture d'un circuit électrique ou sa fermeture.
[85] En variante, la poignée est seulement pourvue d'un ou plusieurs boutons et ne peut pas être déplacée par la main du pilote. La poignée peut aussi être dépourvue de tout bouton et être uniquement déplaçable par la main du pilote. [86] Lorsque la poignée est déplaçable par la main du pilote, le nombre de degrés de liberté en déplacement de la poignée est supérieur ou égal à un et peut être supérieur ou égal à deux, trois ou quatre. En particulier, dans une variante, la poignée est également déplaçable en translation et non pas seulement en rotation autour d'un ou plusieurs axes.
[87] Chapitre III : Avantages des modes de réalisation décrits :
[88] Le fait de regrouper dans une même zone de détection Zi plusieurs capteurs Ci,i et Ci, 2 complémentaires, combiné à l'utilisation de la condition (1 ) pour déclencher le signalement d'une prise en main correcte, permet d'accroître la fiabilité de l'appareil pilotable en diminuant le nombre d'occurrences de faux négatifs. Ceci est illustré dans le cas particulier où le capteur C>,1 est un capteur capacitif et le pilote porte un gant en matériau diélectrique, de sorte que ce capteur Ci,i est inopérant dans ce contexte d'utilisation. Dans ce contexte d'utilisation, les capteurs Ci,2 restent quant à eux capables de détecter la présence de la main. Ainsi, chacune des zones Zi peut être allumée, et cela, malgré le fait que le pilote porte des gants en matériau diélectrique. Dès lors, si la prise en main est correcte, le nombre de zones de détection Zj allumées dépasse le seuil Si et la condition (1 ) est satisfaite. Ainsi, on évite l'occurrence de faux négatif qui pouvait se produire dans les poignées de l'état de l'art.
[89] Le fait que le nombre de zones de détection Zj soit impair permet d'éviter la situation d'indécision qui se rencontre, par exemple, lorsque le nombre de zones allumées est égal au nombre de zones éteintes et que le seuil Si est égal à Nz/2. Cela améliore donc la sûreté de fonctionnement de l'appareil pilotable.
[90] Le fait d'utiliser au moins trois zones de détection Zj et de déclencher le signalement d'une prise en main correcte dès que la condition (1 ) est satisfaite, rend possible de détecter plusieurs prises en main correctes différentes. En effet, pour cela, il suffit que le seuil Si soit inférieur au nombre total Nz de zones de détection Z. A titre d'illustration, cela peut être utilisé pour détecter une prise en main correcte aussi bien à l'aide d'une main droite que d'une main gauche.
[91 ] Le fait que les faces sensibles des capteurs C>,1 et Ci,2 soient pratiquement confondues permet d'améliorer le fonctionnement de l'appareil en limitant le nombre de position de la main sur la poignée qui permet de faire basculer l'un de des capteurs C>,1 et Ci, 2 dans son état actif et pas l’autre. Cela permet aussi d’obtenir des zones de détection de surface plus réduite.
[92] Le fait que les capteurs C>,1 sont sensibles à la conductivité électrique de la peau alors que les capteurs Ci,2 sont sensibles à la proximité de la peau, permet d'obtenir une poignée susceptible de fonctionner correctement dans pratiquement tous les contextes d'utilisation possibles, y compris des contextes d'utilisation particulièrement sévères. Par exemple, cette combinaison particulière de capteurs complémentaires permet d'obtenir une poignée utilisable aussi bien lorsque la température extérieure est très basse que lorsque le pilote porte des gants en matériau diélectrique.
[93] Le fait que la détection et le signalement d'une prise en main correcte soient réalisés par le calculateur 30 logé dans la poignée 4 permet de transmettre au calculateur central 32 uniquement le signalement de la prise en main correcte et non pas les états de chacun des capteurs Ci,i et Ci,2. Cela diminue donc la quantité d'informations transmises sur la liaison 33 qui relie la poignée 4 au calculateur central 32.

Claims

Revendications
1 . Appareil pilotable comportant :
- une poignée (4) de pilotage comportant :
- plusieurs zones de détection Zi disposées à des endroits sur la poignée qui permettent de détecter une prise en main correcte de la poignée par une main d'un pilote, où l'indice i est un identifiant de la zone de détection Z, chacune de ces zones de détection Z étant équipée à cet effet d'au moins un capteur (CM, Ci, 2) apte à basculer de façon réversible entre :
- un état actif dans lequel il détecte la présence sur la zone de détection Z de la main du pilote, et en alternance
- un état de repos dans lequel la présence sur la zone de détection Zi de la main du pilote n'est pas détectée, chaque capteur de la zone Zi étant insensible à la présence et à l'absence de la main du pilote dans une autre zone de détection que la zone de détection Zi,
- un actionneur (8, 10) actionné en réponse à la réception d'une commande de pilotage,
- une unité (6) de traitement configurée :
- pour déclencher le signalement d'une prise en main correcte de la poignée en fonction de l'état des capteurs de la poignée de pilotage,
- en réponse à une absence de signalement d'une prise en main correcte de la poignée de pilotage, pour faire basculer la poignée dans un état désactivé dans lequel l'envoi de la commande de pilotage à l'actionneur, en réponse à un déplacement de la poignée ou en réponse à l'actionnement d'un bouton de la poignée, est systématiquement inhibé et, en alternance,
- en réponse au signalement d'une prise en main correcte de la poignée de pilotage, pour faire basculer la poignée dans un état activé dans lequel, en réponse à un déplacement de la poignée ou en réponse à l'actionnement d'un bouton de la poignée, la commande de pilotage est envoyée à l'actionneur, caractérisé en ce que :
- chaque zone de détection Z comporte un premier et un second des capteurs (CM, Ci, 2) aptes chacun à basculer dans son état actif lorsqu'il détecte la présence sur la zone de détection Zi de la main du pilote, ces premier et second capteurs de la zone de détection Zi étant sensibles à, respectivement, une première et une seconde caractéristiques physiques de la main du pilote pour détecter la présence et, en alternance, l'absence de la main du pilote sur la zone de détection Z, la seconde caractéristique physique étant indépendante de la première caractéristique physique de sorte que le second capteur est apte à détecter la présence de la main sur la zone de détection Z dans un contexte particulier d'utilisation où le premier capteur en est incapable, et
- l'unité (6) de traitement est configurée :
- pour calculer le nombre de zones de détection Zi qui comportent au moins un capteur dans son état actif puis pour vérifier si ce nombre calculé est supérieur à un seuil prédéterminé, ce seuil prédéterminé étant supérieur à un, et
- lorsque ce nombre calculé est supérieur à ce seuil prédéterminé, pour déclencher le signalement d'une prise en main correcte de la poignée.
2. Appareil selon la revendication 1 , dans lequel le nombre de zones de détection Zi est égal à 2M+1 , où M est un nombre entier supérieur à zéro et le seuil prédéterminé est supérieur ou égal à M.
3. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'appareil (2) est un véhicule.
4. Poignée (4) de pilotage pour la réalisation d'un appareil pilotable conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, cette poignée de pilotage comportant :
- plusieurs zones de détection Zi disposées à des endroits sur la poignée qui permettent de détecter une prise en main correcte de la poignée par une main d'un pilote, où l'indice i est un identifiant de la zone de détection Zi, chacune de ces zones de détection Z étant équipée à cet effet d'un capteur (Ci,i, Ci,2) apte à basculer de façon réversible entre :
- un état actif dans lequel il détecte la présence sur la zone de détection Z de la main du pilote, et en alternance
- un état de repos dans lequel la présence sur la zone de détection Zi de la main du pilote n'est pas détectée, chaque capteur (CM, C>,2) de la zone Zi étant insensible à la présence et à l'absence de la main du pilote dans une autre zone de détection que la zone de détection Z, caractérisé en ce que chaque zone de détection Zi comporte un premier et un second des capteurs (CM, C>,2) aptes chacun à basculer dans son état actif lorsqu'il détecte la présence sur la zone de détection Zi de la main du pilote, ces premier et second capteurs de la zone de détection Zi étant sensibles à, respectivement, une première et une seconde caractéristiques physiques de la main du pilote pour détecter la présence et, en alternance, l'absence de la main du pilote sur la zone de détection Z, la seconde caractéristique physique étant indépendante de la première caractéristique physique de sorte que le second capteur est apte à détecter la présence de la main sur la zone de détection Z dans un contexte particulier d'utilisation où le premier capteur en est incapable.
5. Poignée selon la revendication 4, dans laquelle la poignée comporte au moins trois zones de détection Zi disposées à des endroits sur la poignée (4) qui permettent de détecter une prise en main correcte de la poignée par une main d'un pilote.
6. Poignée selon l'une quelconque des revendications 4 à 5, dans laquelle les premier et second capteurs (CM, C>,2) de chaque zone de détection Z comportent chacun une face sensible à l'intérieur de laquelle la présence de la main du pilote peut être détectée et en-dehors de laquelle la présence de la main du pilote ne peut pas être détectée et la surface de l’intersection entre les faces sensibles des premier et second capteurs est supérieure à 0,8Smax, où Smax est la surface de la plus grande des faces sensibles des premier et second capteurs.
7. Poignée selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans laquelle la première caractéristique physique utilisée par chaque premier capteur (Ci,i) de chaque zone de détection est la conductivité électrique de la peau de la main du pilote et la seconde propriété physique utilisée par chaque second capteur (Ci,2) de chaque zone de détection est la capacité de la main du pilote à réfléchir un rayonnement émis par ce second capteur.
8. Poignée selon la revendication 7, dans laquelle le premier capteur (C>,i) est un capteur capacitif.
9. Poignée selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, dans laquelle la poignée comporte un calculateur électronique (30) configuré :
- pour calculer le nombre de zones de détection Zi qui comportent au moins un capteur (CM, Ci, 2) dans son état actif puis pour vérifier si ce nombre calculé est supérieur à un seuil prédéterminé, ce seuil prédéterminé étant supérieur à un, et
- lorsque ce nombre calculé est supérieur à ce seuil prédéterminé, pour déclencher le signalement d'une prise en main correcte de la poignée.
10. Poignée selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, dans laquelle la poignée comporte :
- au moins deux surfaces (20, 22, 24, 26) de préhension situées sur des côtés opposés de la poignée, chacune de ces zones de préhension correspondant à une zone de contact typique entre la main du pilote et la poignée, et
- une zone de détection Zi située à l'intérieur de chacune de ces surfaces de préhension situées sur des côtés opposés de la poignée.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6948398B2 (en) 2002-07-22 2005-09-27 Deere & Company Joystick with enabling sensors
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