FR2939191A1 - Dispositif et procede d'assistance au guidage d'un pieton en difficulte de perception visuelle, telle qu'une personne aveugle - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un dispositif pour assister un piéton dans ses déplacements. Un centre de traitement (8) analyse les informations fournies par des capteurs proprioceptifs (6) portés par le piéton. Ce centre de traitement (8) comprend des moyens de déduction (17) pour générer des informations probables (18) relatives à une dynamique du piéton, des moyens de comparaison (21) entre les informations probables (18) et des modèles (22) préalablement établies en atelier relatives à des dynamiques types d'un individu, et des moyens d'évaluation par pondération (31) aptes à isoler des informations d'assistance (15) pour le piéton à partir du poids relatif entre des hypothèses probables (24) générées à partir des informations probables (18) et des hypothèses potentielles (25) générées par les moyens de comparaison (21).

Description

Dispositif et procédé d'assistance au guidage d'un piéton en difficulté de perception visuelle, telle qu'une personne aveugle.

Domaine technique de l'invention.

L'invention est du domaine des dispositifs et procédés d'assistance à la navigation, et plus particulièrement des dispositifs et procédés d'assistance individuelle à la navigation pour un piéton. Elle a pour objet un dispositif et un procédé pour assister dans ses déplacements un piéton qui est notamment en difficulté de perception visuelle, telle qu'une personne aveugle ou malvoyante, une personne placée dans un environnement obscur ou tout piéton susceptible d'avoir recours à un tel dispositif d'assistance au guidage de ses déplacements.

Etat de la technique.

Les piétons en difficulté pour leurs déplacements ont naturellement tendance à éviter de tels déplacements, au moins en terrain inconnu voire aussi en terrain familier. Il a donc été proposé des dispositifs et des systèmes d'assistance à la navigation qui permettent de guider ces individus lorsqu'ils se déplacent, quels que soient le terrain ou le territoire où ils se trouvent.

Il est connu l'exploitation de système de location satellitaire, tels que GPS (Global Positionning System en anglais) ou systèmes de localisation satellitaire analogues, pour assister des individus à partir d'un guidage de leurs déplacements, notamment des passagers d'un véhicule routier. De tels systèmes de guidage sont couramment associés à une base de données cartographiques à la disposition des passagers. Les systèmes de localisation satellitaire sont aussi susceptibles d'être associés à des systèmes de communication terrestre par ondes, tels que des moyens de communication par réseau cellulaire ou encore des moyens de type WIFI (Wireless Fidelity en anglais) ou autres systèmes et moyens de communication terrestre par ondes analogues.

Cependant, la précision et la fiabilité fournies par de tels systèmes d'assistance au guidage ne sont pas efficaces pour les piétons. La précision nécessaire pour le guidage des piétons doit au moins être de l'ordre de 5 m et dans un environnement extérieur pouvant être estimé d'une fréquence de l'ordre de 95 0/0 au regard de la totalité des déplacements du piéton. Dans certaines conditions, la qualité et la fiabilité de la localisation sont insatisfaisantes à partir du seul positionnement fondé par les systèmes de localisation satellitaires, y compris assistés par des moyens de communication terrestres par ondes. Ce manque de fiabilité résulte notamment de la présence d'obstacles potentiels interposés entre le piéton et les ondes émises par les moyens de localisation satellitaire, tels par exemple que des immeubles en milieu urbain. Ces obstacles induisent des discontinuités des signaux de guidage fournis au piéton et/ou des masquages des multiples trajets subis par ces signaux. Ce manque de précision et de fiabilité des signaux transmis au piéton induit des incertitudes conséquentes des informations fournies au piéton pour son assistance dans ses déplacements, et celui-ci ne peut adapter à l'avance sa trajectoire en cas d'obstacles statiques ou dynamiques portant atteinte à la précision et à la fiabilité des signaux.

Il est par ailleurs connu des systèmes de navigation inertielle (INS : Inertial Navigation System en anglais) qui associent des capteurs pour déterminer la course parcourue par un élément en mouvement. Ce type de système comprend notamment des gyroscopes pour déterminer la variation angulaire de l'élément en mouvement, et des accéléromètres pour évaluer sa vitesse et son accélération. Ces capteurs sont en relation avec des moyens chronométriques et des moyens de calcul aptes à déterminer, à partir de deux mesures successives effectuées au cours d'une durée prédéterminée, les variations des valeurs mesurées par les capteurs pour finalement connaître la dynamique de l'élément, voire prévoir l'évolution de cette dynamique.

Il a été proposé des méthodes et des dispositifs qui associent à des systèmes générant des informations dites absolues émises à partir de systèmes de localisation satellitaires, tels que GPS ou systèmes analogues, des systèmes de fourniture d'informations relatives générées à partir de capteurs proprioceptifs embarqués sur l'individu et analysées par des moyens de calcul. On pourra par exemple se reporter au document WO0188477 (HONEYWELL Int Inc.).

Plus particulièrement, des premières informations proprioceptives fournies par les capteurs proprioceptifs portés par le piéton sont transmises à un centre de calcul, qui génère une première information d'assistance au déplacement pour le piéton. Les capteurs proprioceptifs transmettent ensuite au centre de calcul des deuxièmes informations pour en déduire une distance estimée parcourue par le piéton. D'une manière générale, la course potentiellement effectuée par le piéton est estimée, et est ensuite comparée à une information analogue fournie par un système de localisation satellitaire ou analogue. Une confrontation entre la course estimée déduite par les moyens de calcul et de la course évaluée par le système de localisation permet le cas échéant de corriger un modèle de course du piéton préalablement déduit par les moyens de calcul à partir des informations fournies par les capteurs proprioceptifs. Les moyens de calcul sont associés à des moyens d'analyse du type filtre de Kalman ou analogue pour modéliser le comportement du piéton au regard des informations proprioceptives générées par les capteurs proprioceptifs.

Le document WO0188477 (HONEYWELL Int Inc.) révèle les difficultés à surmonter pour mettre en corrélation les informations issues de capteurs proprioceptifs portés par le piéton et la pertinence de la position qui en est déduite par les moyens de calcul. D'autres documents, tels que EP1253404 (LADETTO Q. et Al.) EP1847807 (HONEYWELL Int Inc) ou WO2005017459 (HONEYWELL Int Inc.) proposent diverses solutions pour surmonter ces difficultés. Dans la plupart des cas, les solutions proposées exploitent un système de navigation inertielle associé à des moyens de calcul et à un filtre de Kalman ou analogue.

En soi, l'exploitation d'un système de navigation inertielle pour évaluer la trajectoire d'un piéton présente un intérêt pour palier aux déficiences des systèmes de localisation satellitaire. Cependant, la juxtaposition d'un tel système de navigation inertielle est insuffisante pour l'obtention d'informations d'assistance pertinentes, précises et fiables pour le piéton. On rappelle qu'en tout état de cause, la précision apportée par les systèmes de localisation satellitaire est de l'ordre de 10 m environ, ce qui n'est pas d'une précision suffisante pour le piéton en milieu urbain, outre le problème précédemment énoncé de l'absence potentielle de signaux de localisation par ondes.

Objet de l'invention.

La présente invention a pour but de proposer un dispositif et un procédé de mise en oeuvre de ce dispositif qui procure au piéton des informations d'assistance dans ses déplacements qui soient précises et fiables. Il est plus particulièrement visé par la présente invention de proposer de tels dispositif et procédé qui, bien qu'associés à un système de localisation satellitaire, puissent fournir au piéton des informations d'assistance sur sa position et son parcours potentiel qui mettent en oeuvre des capteurs proprioceptifs portés par le piéton.

Un tel dispositif est recherché fiable au regard de la pertinence des informations d'assistance fournies au piéton. Cette fiabilité est recherchée à être obtenue à partir d'une mise en oeuvre intrinsèque du dispositif, et notamment des moyens de calcul qu'il intègre, indépendamment d'autres moyens d'évaluation tel que mettant en oeuvre des moyens de localisation satellitaire.

Il doit aussi être pris en compte que les informations qui sont fournies par les capteurs proprioceptifs sont susceptibles d'être faussées, en raison par exemple d'un décalage entre les informations proprioceptives générées et les mouvements réels du piéton, ou encore en raison de l'environnement du piéton susceptible de perturber la génération de ces informations, tel que dans le cas d'une présence de masses métalliques par exemple. De telles imperfections ne peuvent pas être naturellement appréhendée, et sont potentiellement une source d'erreur lors de leur traitement par les moyens de calcul.

C'est dans ce contexte de difficultés à surmonter que la présente invention vise à proposer un dispositif et un procédé pour assister dans ses déplacements un piéton qui est notamment en difficulté de perception visuelle, telle qu'une personne aveugle ou malvoyante, une personne placée dans un environnement obscur ou tout piéton susceptible d'avoir recours à un tel dispositif d'assistance au guidage de ses déplacements.

Le but de la présente invention est plus particulièrement de proposer de tels dispositif et système qui permettent de résoudre les problèmes et difficultés qui ont été énoncés. Notamment, il est visé par la présente invention de proposer de tels dispositif et système qui permettent, à partir d'une position initiale donnée du piéton, de déterminer de manière fiable et précise la position et le trajet parcouru par le piéton pour lui fournir des informations pertinentes et fiables d'assistance à son déplacement, à partir de l'exploitation de capteurs proprioceptifs portés par le piéton qui génèrent séquentiellement des informations proprioceptives et qui sont associés à des moyens de calcul pour le traitement de ces informations.

Le dispositif de la présente invention est apte à assister un piéton en difficulté de perception visuelle dans ses déplacements. Ce dispositif comprend des moyens récepteurs de communication aptes à coopérer avec des moyens émetteurs de localisation par ondes, pour détecter une position du piéton. De tels moyens de communication sont notamment des moyens satellitaires et/ou de moyens de communication par réseau cellulaire et/ou autres moyens de communications par ondes analogues. Les moyens de communication satellitaires sont susceptibles de mettre en oeuvre le système GPS (Global Positioning System en anglais), le système EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay en anglais), le système WASS (Wide Area Augmentation System en anglais), le système GALILEO (European Global Satellite Navigation System en anglais) ou encore le système BEIDOU ou COMPASS (Constellation de la Grande Ourse, système de localisation satellitaire Chinois), ou tout autre système analogue de localisation satellitaire.

Le dispositif comprend aussi des moyens de calcul qui sont associés à des capteurs au moins proprioceptifs portés par le piéton pour déterminer des informations d'assistance relatives à une dynamique du piéton à partir d'informations proprioceptives générées par les capteurs. On comprendra par informations relatives à la dynamique du piéton des informations relatives à sa posture, et/ou à son orientation autour de l'axe de gravité, et/ou à son orientation en inclinaison par rapport au plan du sol défini par l'axe de gravité, et/ou par rapport à sa trajectoire, et/ou encore par rapport à sa progression ou son arrêt notamment.

Selon la présente invention, un tel dispositif est principalement reconnaissable en ce que les moyens de calcul sont intégrés dans un centre de traitement d'informations comprenant au moins : *) des moyens d'initialisation aptes à déterminer des informations initiales relatives à une dynamique initiale du piéton, à partir des dernières informations fiables reçues par les moyens récepteurs préalablement à une rupture de communication avec les moyens émetteurs. Plus particulièrement, dans un environnement défavorable à l'efficacité de la communication entre les moyens émetteurs et les moyens récepteurs portés par le piéton, les dernières informations fiables détectées par les moyens récepteurs sont exploitées pour être utilisés comme informations de référence. Ces informations de référence sont exploitées comme dernières informations d'assistance par le centre de traitement d'informations. *) des moyens de déduction aptes à générer des informations probables relatives à au moins une dynamique du piéton à partir des informations proprioceptives générées par les capteurs. Plus particulièrement, les capteurs proprioceptifs génèrent des dites informations relatives à la dynamique de l'individu suivant chacune des directions et sens de l'espace euclidien, et donc relatives d'une manière générale à ses mouvements dans l'espace euclidien, qui sont exploitées pour générer les dites informations probables. *) des moyens de comparaison entre au moins des informations probables déduites des informations proprioceptives et une pluralité d'informations modèles préalablement établies en atelier relatives à des dynamiques types d'un individu. Ces moyens de comparaison sont aptes à générer à partir de ladite comparaison des hypothèses potentielles relatives à une dynamique potentielle du piéton. Plus particulièrement, les informations probables fournies par les moyens de déduction sont comparées à des informations modélisées en atelier et mémorisées dans le centre de traitement. Ces informations modélisées correspondent à diverses situations potentielles de la dynamique d'un individu dans l'espace euclidien. Des valeurs d'amplitude de mouvement ou de posture sont définies au regard de diverses potentialités définies en atelier, de sorte que le centre de traitement soit en mesure de comparer de quelconques informations probables pour en estimer la pertinence et finalement l'opportunité de les considérer comme des hypothèses potentielles susceptibles d'être prises en considération pour définir les informations d'assistance. Les moyens de comparaison sont notamment des moyens de traitement d'informations relatives à des informations probables d'orientations et/ou de progressions du piéton, et/ou d'informations probables de valeurs quantitatives de ces orientations et/ou progressions. *) des moyens d'évaluation par pondération aptes à isoler les informations d'assistance à partir du poids relatif entre des hypothèses probables générées à partir des dites informations probables et les hypothèses potentielles générées par les moyens de comparaison. La pondération effectuée par les moyens d'évaluation est plus particulièrement fondée à partir du traitement des informations probables par le centre de traitement pour en déduire lesdites hypothèses probables. Selon une forme idéale de réalisation, les hypothèses potentielles, les hypothèses probables et les informations probables sont traitées par confrontation avec des informations analogues issues de séquences de traitement des informations proprioceptives précédentes. Un tel traitement itératif des informations préférentiellement associé à leur dite analyse par pondération permet d'obtenir des informations d'assistance pertinentes et fiables.

Notamment, les moyens de comparaison sont des moyens d'estimation de la pertinence des informations probables au regard d'informations modèles d'une dynamique d'un individu comprenant : *) un premier modèle d'informations relatives à une orientation et/ou une progression euclidienne du type rectiligne-rectiligne-rectiligne, *) un deuxième modèle d'informations relatives à une orientation et/ou une progression euclidienne du type virage droite ou gauche-arrêt-arrêt, *) un troisième modèle d'informations relatives à une orientation et/ou une progression euclidienne du type rectiligne-rectiligne-arrêt, *) un quatrième modèle d'informations relatives à une orientation et/ou une progression euclidienne du type rectiligne-rectiligne-virage droite ou gauche,

Selon une forme préférée de réalisation des moyens de comparaison, ceux-ci sont aptes à générer des hypothèses potentielles, en associant : *) des moyens de construction d'hypothèses potentielles à traiter par les moyens de pondération, partir d'une confrontation entre les informations modèles et des informations potentielles. *) des moyens de filtrage d'hypothèses par comparaison itérative entre les informations probables et au moins une hypothèse potentielle précédemment générée par les moyens de construction, ces moyens de filtrage générant lesdites informations potentielles. *) des premiers moyens d'itération des hypothèses potentielles précédemment générées par les moyens de construction, vers les moyens de filtrage pour générer les hypothèses potentielles à traiter par les moyens de pondération.

Le dispositif comprend des moyens d'estimation des hypothèses potentielles qui sont du type calculateur et filtre de Kalman, et qui sont interposés entre les moyens de comparaison et les moyens de pondération. Ces moyens d'estimation génèrent des hypothèses probables à partir des informations probables.

Selon une forme préférée de réalisation des moyens d'estimation, ceux-ci comprennent : *) des moyens de correction d'informations prédictives par confrontation entre les informations probables et les dites informations prédictives, ces moyens 5 de correction étant aptes à générer des hypothèses probables. *) des moyens de déduction des dites informations prédictives par comparaison itératives entre au moins une hypothèse probable précédemment générée et les hypothèses potentielles. *) des deuxièmes moyens d'itération des hypothèses probables 10 précédemment générées depuis les moyens de correction vers les moyens de déduction, pour générer des hypothèses probables à traiter par les moyens de pondération.

Il ressort des formes avantageuses de réalisation des moyens de comparaison et 15 des moyens d'estimation proposées, que les moyens d'évaluation par pondération disposent des hypothèses potentielles générées par les moyens de comparaison et des hypothèses probables générées par les moyens d'estimation. Les hypothèses potentielles et les hypothèses probables sont construites à partir d'une comparaison itératives par rapport à des informations respectivement 20 correspondantes précédemment générées lors d'une ou de plusieurs séquences d'analyse précédentes des informations proprioceptives par le centre de traitement. La pondération permet de conforter la fiabilité des informations d'assistance déduites par le dispositif, à partir d'une confrontation d'une pluralité d'hypothèses entre elles dont la pertinence est elle-même confortée 25 individuellement par le traitement des hypothèses potentielles et des hypothèses probables par l'intermédiaire respectivement des moyens de comparaison et des moyens d'évaluation.

De préférence, le centre de traitement comprend des troisièmes moyens 30 d'itération d'au moins une hypothèse probable précédemment générée vers les moyens de déduction.

Ces troisièmes moyens d'itération sont aptes à corriger les informations proprioceptives par confrontation avec les hypothèses probables précédemment générées pour déduire les informations probables à traiter nouvellement. De telles dispositions permettent de fiabiliser la pertinence des informations probables qui sont exploitées par les moyens de comparaison et les moyens d'estimation.

Les moyens de pondération sont plus particulièrement des moyens de déduction des informations d'assistance à partir d'une évaluation par pondération des hypothèses probables générées par les moyens d'estimation au regard des hypothèses potentielles générées par les moyens de comparaison.

A titre indicatif mais non restrictif, les capteurs proprioceptifs associent au moins les organes de capture d'informations suivants, ou organes analogues de capture d'informations : *) un accéléromètre suivant chacun des trois axes euclidiens. *) un gyromètre suivant chacun des trois axes euclidiens. *) un magnétomètre suivant chacun des trois axes euclidiens.

Le dispositif comprend avantageusement un réceptacle qui est muni de moyens pour son port par le piéton. Un tel réceptacle est par exemple agencé en sac portable à dos ou en ceinture munie d'une poche, un boîtier ou analogue, les moyens pour son port permettant un ajustement rigoureux de son immobilisation sur le piéton pour éviter, voire limiter, des dérives éventuelles des informations fournies par les capteurs proprioceptifs.

Le réceptacle loge au moins : *) accessoirement le récepteur et les capteurs, *) le centre de traitement d'informations, *) des organes de commande manoeuvrables par le piéton et aptes à mettre en oeuvre le centre de traitement d'informations, *) accessoirement un dispositif de diffusion sonore pour le piéton d'au moins des informations d'assistance fournies par le centre de traitement d'informations. *) Une source d'alimentation électrique de l'appareil, avantageusement constituée d'une réserve d'énergie rechargeable.

De préférence, le dispositif comprend en outre au moins des moyens de communication secondaire du type cellulaire et/ou du type hertzien et/ou du type à réseau filaire. Ces moyens de communication secondaire sont aptes à établir avec un centre de téléassistance distant une communication interactive entre le piéton et/ou l'un quelconque au moins des moyens du centre de traitement d'information. Un tel centre de téléassistance est du type permettant une mise en relation entre un opérateur et le piéton. Cet opérateur est apte à communiquer de manière interactive avec le piéton, et le cas échéant à avoir accès aux différentes informations générées par les capteurs et par le centre de traitement.

Selon une forme préférée de réalisation, le réceptacle est agencé en boîtier ou analogue équipé d'organes de fixation sur une ceinture porteuse des capteurs proprioceptifs. Ce réceptacle agencé en boîtier loge au moins une source d'énergie électrique, le centre de traitement d'informations, et des organes de commande qui sont manoeuvrables par le piéton et qui sont aptes à mettre en oeuvre le centre de traitement d'informations. Un support est agencé en oreillette pour son port par le piéton. Ce support loge quant à lui le récepteur, des moyens de diffusion sonore, et un microphone.

La présente invention concerne aussi un procédé pour assister un piéton dans ses déplacements, qui met en oeuvre un dispositif selon les différentes caractéristiques qui ont été énoncées, prises seules ou en combinaison.

Un tel procédé est notamment reconnaissable en ce qu'il consiste, à partir des informations initiales fournies par les moyens d'initialisation : *) à effectuer par le centre de traitement des séquences de traitement 30 des informations proprioceptives successivement générées par les capteurs suivant une temporisation donnée, pour en déduire des informations probables. *) à déduire pour chacune des séquences de traitement des hypothèses potentielles par comparaison entre les informations probables et les informations modèles, *) à déduire pour chacune des séquences de traitement des 5 hypothèses probables à partir des informations probables. *) à pondérer les hypothèses probables au regard des hypothèses potentielles pour en déduire les informations d'assistance.

Selon une forme idéale de mise en oeuvre du procédé de la présente invention, 10 celui-ci comprend en outre une opération qui consiste, pour chacune des séquences de traitement, à déduire des hypothèses potentielles à partir d'une construction des hypothèses potentielles par comparaison entre les informations modèles et des informations potentielles qui sont elles-mêmes générées à partir d'une comparaison itérative entre les informations probables et au moins une 15 hypothèse potentielle précédemment générée au cours d'au moins une séquence précédente.

Encore selon une forme idéale de mise en oeuvre du procédé de la présente invention, celui-ci comprend en outre une opération qui consiste, pour chacune 20 des séquences de traitement, à déduire des hypothèses probables par correction des informations probables à partir d'une comparaison des informations probables avec des informations potentielles, qui sont elles-mêmes générées par confrontation entre les hypothèses potentielles et des hypothèses probables précédemment générées au cours d'au moins une séquence de traitement 25 précédente.

De préférence, le procédé comprend pour chacune des séquences de traitement l'étape finale de déduction des informations d'assistance par pondération des hypothèses probables générées par les moyens d'estimation au regard des 30 hypothèses potentielles générées par les moyens de comparaison.

De préférence encore, le procédé comprend l'opération consistant, pour chacune des séquences de traitement, à traiter itérativement des informations proprioceptives par comparaison avec au moins une hypothèse probable précédemment générée, pour en déduire les informations probables.

L'invention, tant au regard du dispositif que du procédé proposés, dans leurs caractéristiques prises isolément ou en combinaison, est applicable à l'assistance d'un piéton en difficulté de déplacement selon diverses causes d'une telle difficulté.

Par exemple, l'invention est applicable à l'assistance d'un piéton atteint d'une déficience visuelle, piéton aveugle et/ou piéton malvoyant notamment.

Par exemple encore, l'invention est applicable à l'assistance d'un piéton en milieu 15 environnant affectant ses facultés et/ou potentialité de visibilité, tel que dans l'obscurité ou dans le contexte d'une application militaire et/ou de sécurité civile et/ou d'une manière plus générale dans le cadre de la sécurité des personnes en situation conflictuelle et/ou de danger.

20 Description des figures.

Un exemple de réalisation d'un dispositif d'assistance pour un piéton dans ses déplacements proposé par la présente invention va être décrit, en relation avec les figures de la planche annexée, dans laquelle : 25 La fig.1 est une illustration schématique d'un réceptacle logeant divers moyens exploités par un dispositif de la présente invention. La fig.2 est un organigramme de fonctionnement d'un centre de traitement d'informations que comprend un dispositif de la présente invention.

30 Sur la fig.1, un dispositif pour assister un piéton dans ses déplacements comprend un réceptacle 1 muni de moyens 2 pour son port à dos par le piéton. Un tel réceptacle 1 est de préférence agencé en sac à dos ou analogue, qui peut 10 aisément être équipé de sangles 3 garantissant une immobilisation ferme du réceptacle 1 sur le piéton sans être source d'inconfort. Le réceptacle 1 loge divers moyens pour assister le piéton dans ses déplacements. Des premiers moyens récepteurs 4 de communication sont aptes à capter des informations en provenance de moyens distants émetteurs 5 de localisation par ondes. De tels moyens de communication 4,5 sont notamment constitués d'un système de localisation satellitaire, du type géostationnaire et/ou du type à orbite moyenne. De tels moyens de communication satellitaire 4,5 sont susceptibles de fournir des informations de localisation avec une fréquence de 4 Hz. Les satellites exploités sont de préférence au moins au nombre de trois. La précision des informations fournies par les moyens émetteurs 5 dépendent aussi du positionnement relatif de chacun des satellites, de leur position respective par rapport à l'horizon, de la réflexion et/ou de l'absorption des signaux émis et des perturbations troposphériques et ionosphériques. Il en ressort que du fait de l'environnement et de la vitesse de déplacement des satellites, la précision du positionnement du piéton dérive très vite et de façon imprévisible. Les algorithmes de positionnement couramment intégrés dans les moyens de réception 4 logés à l'intérieur du réceptacle 1 sont insuffisants, voire inadaptés pour des piétons évoluant dans un environnement présentant de nombreux obstacles, tels que des bâtiments en milieu urbain.

Le réceptacle 1 loge aussi divers capteurs proprioceptifs 6. L'orientation absolue du piéton est déterminée en temps réel par des moyens du type magnétomètre 7. La projection dans le plan horizontal de la mesure du champ magnétique terrestre permet de définir le cap du piéton. Des capteurs magnéto-résistifs permettent une définition du cap dans des conditions statiques avec une précision de l'ordre de 0,5°. Cependant, les masses métalliques perturbent fortement le champ magnétique mesuré par le magnétomètre 7 , et il est nécessaire de traiter ces informations par un centre de traitement 8 équipant le réceptacle 1 , notamment pour compenser ces perturbations. Par ailleurs, lorsque les signaux émis par les dits moyens émetteurs 5 sont de qualité, les mesures effectuées sur la phase de ces signaux permettent de déterminer la vitesse du piéton avec une précision supérieure à 10 cm/s. L'utilisation de capteurs inertiels, tels qu'accéléromètres 9 ou analogues, détermine les caractéristiques de mouvement en rotation et en accélération du piéton. La fréquence de ces signaux correspond à la fréquence des pas du piéton, et est apte à définir une information sur sa vitesse de progression. Cependant, il est encore nécessaire de traiter les informations fournies par l'accéléromètre 9, pour garantir la pertinence de la vitesse du piéton déduite. D'une manière générale, les capteurs proprioceptifs 6 portés par le piéton fournissent des informations logiquement aptes à déterminer des informations d'assistance relatives à la dynamique du piéton. Cependant, la pertinence et la fiabilité des informations proprioceptives générées et des informations d'assistance obtenues sont dépendantes de nombreux facteurs aléatoires susceptibles de perturber les informations d'assistance fournies au piéton.

Selon l'approche de la présente invention, il est proposé un traitement des informations proprioceptives fournies par les capteurs 6, par le centre de traitement 8 et plus spécifiquement par les différents moyens combinés et associés qu'il intègre.

Plus particulièrement, le réceptacle 1 est fermement maintenu sur le piéton pour éviter et/ou limiter une altération de la pertinence des informations fournis par les capteurs proprioceptifs 6 au centre de traitement 8. Le réceptacle 1 loge notamment : *) les moyens récepteurs 4 associés à une antenne 9 de capture d'informations de localisation fournies par les moyens émetteurs 5 de communication satellitaire. *) un accéléromètre 9 suivant les trois axes de l'espace euclidien et chacun des sens selon ces axes, apte à mesurer la gravité et à évaluer l'accélération du piéton. *) un gyromètre 10 suivant les trois axes de l'espace euclidien et chacun des sens selon ces axes, apte à mesurer les mouvements angulaires du piéton par rapport au sol. *) un magnétomètre 7 suivant les trois axes de l'espace euclidien et chacun des sens selon ces axes, apte à mesurer l'orientation du piéton.

L'ensemble de ces moyens logés dans le réceptacle 1 permet de fournir des informations proprioceptives relatives à une estimation de la trajectoire moyenne du piéton, qu'il est nécessaire d'affiner par le centre de traitement 8.

Par ailleurs, le réceptacle 1 est porteur de divers organes de commande 11 manoeuvrables par le piéton et aptes à mettre en oeuvre le centre de traitement 8 par exemple ou tout autre organe à commander. Un dispositif de diffusion sonore 12 est disponible pour le piéton afin de disposer d'informations au moins en provenance du centre de traitement 8 pour l'assister dans ses déplacements. En outre, le réceptacle 1 loge des moyens de communication secondaire 13 aptes à établir une communication interactive entre le piéton et un centre de téléassistance distant 14. Ces moyens de communication secondaire 13 permettent notamment au piéton d'être éventuellement mis en relation avec un téléopérateur pour l'assister, voire le rassurer. Ces moyens de communication secondaire 13 exploitent par exemple des moyens de communication du type à réseau cellulaire et/ou du type à communication par ondes à courte portée (WIFI : Wireless Fidelity en anglais) et/ou du type à réseau par câble ou analogue, réseau INTERNET (World Wide Web en anglais) notamment.

Sur la fig.2, le centre de traitement d'information 8 est destiné à procurer au piéton en difficulté des informations d'assistance 15. Sur l'exemple de réalisation illustré, ce centre de traitement 8 comprend :

a) Des moyens d'initialisation 16 aptes à déterminer des informations initiales de situation du piéton, à partir des dernières informations reçues par les moyens récepteurs 4 préalablement à une rupture et/ou par analogie une déficience de la pertinence des informations émises par les moyens émetteurs 5 et reçues par les moyens récepteurs 4. b) Des moyens de déduction 17 aptes à générer des informations probables 18 relatives à la situation du piéton, à partir des informations proprioceptives 20 fournies au centre de traitement 8 par les capteurs proprioceptifs 6. c) Des moyens de comparaison 21 entre au moins les informations probables 18 et une pluralité d'informations modèles 22 préalablement établies en atelier et relatives à des dynamiques possibles d'un individu. Les informations modèles 22 sont stockées dans des moyens de mémoire 23 que comprend le centre de traitement 8. Les moyens de comparaison 21 sont aptes à déduire des hypothèses potentielles 25 relatives à la situation du piéton. Plus particulièrement, ces moyens de comparaison 21 sont des moyens aptes à comparer les informations modèles 22 avec des informations probables 18 relatives à la situation et/ou à la dynamique du piéton. C es moyens de comparaison 21 comprennent plus particulièrement des moyens de construction des hypothèses potentielles 25 à partir d'une confrontation entre des informations potentielles 19 et les informations modèles 22. Des moyens de filtrage d'hypothèse 27 sont aptes à générer les informations potentielles 19 à partir d'une confrontation entre les informations probables 18 issues des informations proprioceptives 20 et des hypothèses potentielles précédemment générées 29 au cours d'un cycle précédent de traitement des informations proprioceptives 20. Des premiers moyens d'itération 28 permettent de renvoyer les hypothèses potentielles précédemment générées 29 vers les moyens de filtrage d'hypothèse 27. Un tel traitement par les moyens de comparaison 21 des informations probables 18 permet de générer des hypothèses potentielles 25 par comparaison entre les informations probables 18 et les hypothèses d'informations probables 29 précédemment retenues par les moyens de filtrage d'hypothèse 27. Les informations potentielles 19 issues de cette comparaison permettent de définir par les moyens de construction 26 les informations potentielles 25 à exploiter.

d) Des moyens d'estimation 30 des hypothèses potentielles 25 fournies par les moyens de comparaison 21. Ces moyens d'estimation 30 sont du type calculateur associé à un filtre de Kalman ou filtre analogue. Les moyens d'estimation 30 sont interposés entre les moyens de comparaison 21 et des moyens de pondération 31, et son aptes à générer des hypothèses probables 24. Les moyens d'estimation comprennent des moyens de déduction 32 d'informations prédictives 33 calculées à partir des informations potentielles 25 fournies par les moyens de comparaison 21, et des moyens de correction 34 de ces informations prédictives 33 aptes à fournir aux moyens de pondération 31 des hypothèses probables 24. Les hypothèses probables 24 sont déduites par les moyens de correction 34 à partir d'une confrontation entre les informations probables 18 et les informations prédictives 33. Des deuxièmes moyens d'itération 35 d'hypothèses probables précédemment générées 36 permettent de les confronter aux hypothèses potentielles 25 pour en déduire les informations prédictives 33. e) Les dits moyens de pondération 31 des hypothèses probables 24 par rapport aux hypothèses potentielles 25, qui sont notamment aptes à isoler les informations d'assistance 15 à partir du poids relatif des hypothèses potentielles 25 par rapport aux hypothèses probables 24.

Des troisièmes moyens d'itération 37 permettent en outre de renvoyer des hypothèses probables précédemment générées 39 au cours d'une ou de plusieurs séquences précédentes de traitement des informations proprioceptives vers les moyens de déduction 17, pour affiner la pertinence des informations probables 18 déduites.

Par exemple, un cycle ou séquence d'analyse des informations proprioceptives 20 consiste à générer les informations probables 18 les plus pertinentes à partir des moyens de déduction 17. Ces moyens de déduction 17 sont le cas échéant aptes à traiter les informations proprioceptives 20 fournies par les capteurs proprioceptifs 6 au regard des hypothèses probables 24 générées au cours d'un ou de plusieurs cycles d'analyse précédents. Les informations probables 18 sont acheminées vers les moyens de comparaison 21 pour générer les hypothèses potentielles 25, et vers les moyens d'estimation 30 pour générer les hypothèses probables 24.

Les hypothèses potentielles 25 sont générées par les moyens de construction 26, à partir d'une confrontation entre les informations modèles 22 et des informations potentielles 19, qui sont générées par les moyens de filtrage d'hypothèse 27. Ces informations potentielles 19 son issues d'une confrontation entre les informations probables 18 et des hypothèses potentielles précédemment générées 29 lors d'un cycle d'analyse précédent.

Les hypothèses probables 24 sont générées par les moyens de correction 34, à partir d'une confrontation entre les informations probables 18 et des informations prédictives 33, qui sont générées par les moyens de déduction 32. Ces informations prédictives 33 sont issues d'une confrontation entre les informations probables 18 et des hypothèses potentielles précédemment générées 36 lors d'un cycle d'analyse précédent.

Les hypothèses potentielles 25 et les hypothèses probables 24 sont ensuite analysées les unes par rapport aux autres par les moyens de pondération 31, à partir d'une application de lois de type gaussiennes ou analogues, pour déterminer par pondération des hypothèses probables 24 au regard des hypothèses potentielles 25, l'information prévisible 15 la plus pertinente de la dynamique du piéton.

Différents cycles d'analyse sont réalisés successivement selon une période donnée ou réglable pour confronter la pertinence des informations probables 18 à partir de leur traitement par les moyens de comparaison 21, puis isolément et/ou en combinaison par les moyens de traitement 30. Les moyens de pondération 31 sont susceptibles d'intégrer un réseau de neurone 38 permettant d'ajuster les informations prévisibles 15 fournies au piéton par ajustement de la pondération réalisée à partir de la comparaison entre les hypothèses potentielles 25 et les hypothèses probables 24. Un tel ajustement généré par le réseau de neurones 38 est avantageusement réalisé par détection d'éventuelles imperfections des analyses réalisées par les moyens de comparaison 21 et/ou par les moyens de traitement 30.

Claims (1)

1. Revendications1.- Dispositif pour assister un piéton en difficulté de perception visuelle dans ses déplacements, ce dispositif comprenant des moyens récepteurs (4) de communication aptes à coopérer avec des moyens émetteurs (5) de localisation par ondes, pour détecter une position du piéton, et des moyens de calcul qui sont associés à des capteurs (6) au moins proprioceptifs portés par le piéton pour déterminer des informations d'assistance relatives à une dynamique du piéton à partir d'informations proprioceptives (20) générées par les capteurs (6), caractérisé en ce que les moyens de calcul sont intégrés dans un centre de traitement d'informations comprenant au moins : *) des moyens d'initialisation (16) aptes à déterminer des informations initiales relatives à une dynamique initiale du piéton, à partir des dernières informations fiables reçues par les moyens récepteurs (4) préalablement à une rupture de communication avec les moyens émetteurs (5). *) des moyens de déduction (17) aptes à générer des informations probables (18) relatives à au moins une dynamique du piéton à partir des informations proprioceptives (20) générées par les capteurs (6). *) des moyens de comparaison (21) entre au moins des informations probables (18) déduites des informations proprioceptives (20) et une pluralité d'informations modèles (22) préalablement établies en atelier relatives à des dynamiques types d'un individu, ces moyens de comparaison (21) étant aptes à générer à partir de ladite comparaison des hypothèses potentielles (25) relatives à une dynamique potentielle du piéton. *) des moyens d'évaluation par pondération (31) aptes à isoler les informations d'assistance (15) à partir du poids relatif entre des hypothèses probables (24) générées à partir des dites informations probables (18) et les hypothèses potentielles (25) générées par les moyens de comparaison (21).

   2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de comparaison (21) sont des moyens d'estimation de la pertinence des 20informations probables (18) au regard d'informations modèles (22) d'une dynamique d'un individu comprenant : *) un premier modèle d'informations relatives à une orientation et/ou une progression euclidienne du type rectiligne-rectiligne-rectiligne, *) un deuxième modèle d'informations relatives à une orientation et/ou une progression euclidienne du type virage droite ou gauche-arrêt-arrêt, *) un troisième modèle d'informations relatives à une orientation et/ou une progression euclidienne du type rectiligne-rectiligne-arrêt, *) un quatrième modèle d'informations relatives à une orientation et/ou une progression euclidienne du type rectiligne-rectiligne-virage droite ou gauche,

   3.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de comparaison (21) aptes à générer des hypothèses potentielles (25) associent : *) des moyens de construction (26) d'hypothèses potentielles (25) à traiter par les moyens de pondérations (31), partir d'une confrontation entre les informations modèles (22) et des informations potentielles (19). *) des moyens de filtrage d'hypothèses (27) par comparaison itérative entre les informations probables (18) et au moins une hypothèse potentielle précédemment générée (29) par les moyens de construction (26), ces moyens de filtrage (27) générant lesdites informations potentielles (19). *) des premiers moyens d'itération (28) des hypothèses potentielles précédemment générées (29) par les moyens de constructions (26), vers les moyens de filtrage (27) pour générer les hypothèses potentielles (25) à traiter par les moyens de pondération (31).

   4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens d'estimation (30) des hypothèses potentielles (25) qui sont du type calculateur et filtre de Kalman, et qui sont interposés entre les moyens de comparaison (21) et les moyens de pondération (31), ces moyens d'estimation (30) générant des hypothèses probables (24) à partir des informations probables (18).

   5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'estimation (30) comprennent : *) des moyens de correction (34) d'informations prédictives (33) par confrontation entre les informations probables (18) et les dites informations prédictives (33), ces moyens de correction (34) étant aptes à générer des hypothèses probables (24). *) des moyens de déduction (32) des dites informations prédictives (33) par comparaison itératives entre au moins une hypothèse probable précédemment générée (36) et les hypothèses potentielles (25). *) des deuxièmes moyens d'itération (35) des hypothèses probables précédemment générées (36) depuis les moyens de correction (34) vers les moyens de déduction (32), pour générer des hypothèses probables (24) à traiter par les moyens de pondération (31).

   6.- Dispositif selon la revendication précédentes, caractérisé en ce que le centre de traitement (8) comprend des troisièmes moyens d'itération (37) d'au moins une hypothèses probables précédemment générée (39) vers les moyens de déduction (17), ces troisièmes moyens d'itération (37) étant aptes à corriger les informations proprioceptives (20) par confrontation avec les hypothèses probables (24) précédemment générées pour déduire les informations probables (18) à traiter nouvellement.

   7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les moyens de pondération (31) sont des moyens de déduction des informations d'assistance (15) à partir d'une évaluation par pondération des hypothèses probables (24) générées par les moyens d'estimation (30) au regard des hypothèses potentielles (25) générées par les moyens de comparaison (21).

   8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les capteurs proprioceptifs (6) associent au moins :*) un accéléromètre (9) suivant chacun des trois axes euclidiens. *) un gyromètre (10) suivant chacun des trois axes euclidiens. *) un magnétomètre (7) suivant chacun des trois axes euclidiens.

   9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend : *) un réceptacle (1) qui est agencé en boîtier équipé d'organes de fixation sur une ceinture porteuse des capteurs proprioceptifs (6), ce réceptacle (1) logeant au moins une source d'énergie électrique, le centre de traitement d'informations (8), et des organes de commande (11) qui sont manoeuvrables par le piéton et qui sont aptes à mettre en oeuvre le centre de traitement d'informations (8), et *) un support agencé en oreillette pour son port par le piéton, qui loge le récepteur (4), des moyens de diffusion sonore (12) et un microphone.

   10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins des moyens de communication secondaire (13) du type cellulaire et/ou du typer hertzien et/ou du type à réseau filaire, aptes à établir avec un centre de téléassistance distant (14) une communication interactive entre le piéton et/ou l'un quelconque au moins des moyens du centre de traitement d'information (8).

   11.- Procédé pour assister un piéton dans ses déplacements mettant en oeuvre un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste, à partir des informations initiales fournies par les moyens d'initialisation (16) : *) à effectuer par le centre de traitement (8) des séquences de traitement des informations proprioceptives (20) successivement générées par les capteurs (6) suivant une temporisation donnée, pour en déduire des informations probables (18).*) à déduire pour chacune des séquences de traitement des hypothèses potentielles (25) par comparaison entre les informations probables (18) et les informations modèles (22), *) à déduire pour chacune des séquences de traitement des hypothèses 5 probables (24) à partir des informations probables (18). *) à pondérer les hypothèses probables (24) au regard des hypothèses potentielles (25) pour en déduire les informations d'assistance (15).

   12.- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que pour chacune des 10 séquences de traitement, la déduction des hypothèses potentielles (25) consiste plus particulièrement à construire des hypothèses potentielles (25) par comparaison entre les informations modèles (22) et des informations potentielles (19) générées à partir d'une comparaison itérative entre les informations probables (18) et au moins une hypothèse potentielle 15 précédemment générée (29) au cours d'au moins une séquence précédente.

   13.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que pour chacune des séquences de traitement, la déduction des hypothèses probables (24) consiste à corriger les informations probables 20 (18) par comparaison des informations probables (18) avec des informations potentielles (33) qui sont elles-mêmes générées par confrontation entre les hypothèses potentielles (25) et au moins une hypothèse probable précédemment générée (36) au cours d'au moins une séquence de traitement précédente. 25

   14.- Procédé selon les revendications 12 et 13, caractérisé en ce qu'il comprend pour chacune des séquences de traitement l'étape finale de déduction des informations d'assistance (15) par pondération des hypothèses probables (24) générées par les moyens d'estimation (30) au regard des hypothèses 30 potentielles (25) générées par les moyens de comparaison (21).

   15.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 et 14, caractérisé en ce qu'il comprend pour chacune des séquences de traitement une opération de traitement itérative des informations proprioceptives (20) par comparaison avec au moins une hypothèse probable précédemment générée (39), pour en déduire les informations probables (18).

   16.- Application d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, et/ou mettant en oeuvre un procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, à l'assistance d'un piéton atteint d'une déficience visuelle, piéton aveugle et/ou piéton malvoyant.

   17.- Application d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, et/ou mettant en oeuvre un procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, à l'assistance d'un piéton en milieu environnant affectant ses facultés et/ou potentialités de visibilité.