FR3026638A1 - Ensemble environnement et interface de stimulation tactile de guidage sur une trajectoire dans l'environnement - Google Patents

Ensemble environnement et interface de stimulation tactile de guidage sur une trajectoire dans l'environnement Download PDF

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Abstract

La présente invention a pour objet un ensemble environnement et interface de stimulation tactile de guidage sur une trajectoire (1) dans l'environnement, l'interface de stimulation tactile de guidage (1) comprenant une cartographie (2a) de l'environnement, l'environnement comprenant au moins un objet, caractérisé par le fait que l'interface de stimulation tactile de guidage (1) comprend : une mémoire (2) dans laquelle est stockée la cartographie (2a) ; un moyen de calcul en temps réel (6) ; un moyen de détermination de position d'un utilisateur (3) ; un moyen de détermination d'azimut réel de l'utilisateur (4) ; un moyen d'indication par stimulation tactile de la position de l'au moins un objet (7) ledit moyen d'indication par stimulation tactile de la position de l'au moins objet (7) étant commandé par le moyen de calcul en temps réel (6); et un moyen d'indication par stimulation tactile de l'azimut de l'au moins un objet (8) ledit moyen d'indication par stimulation tactile de l'azimut de l'au moins un objet (8) étant commandé par le moyen de calcul en temps réel (6).

Description

ENSEMBLE ENVIRONNEMENT ET INTERFACE DE STIMULATION TACTILE DE GUIDAGE SUR UNE TRAJECTOIRE DANS L'ENVIRONNEMENT La présente invention concerne le domaine des 5 interfaces de guidage dans l'espace, et porte plus particulièrement sur un ensemble environnement et interface de stimulation tactile de guidage sur une trajectoire dans l'environnement mains libres et yeux libres, ledit ensemble permettant à une personne non ou mal voyante de s'orienter 10 sur la trajectoire dans l'environnement, ou à toute personne sans handicap visuel de se faire guider très précisément sans l'utilisation de sa vue ni de son ouïe ni de ses mains. Il est difficile pour des personnes non ou mal 15 voyantes de se déplacer dans un environnement inconnu sans une aide extérieure telle qu'une personne aidante ou une canne d'aveugle. Ainsi, ils existent de nombreux systèmes de navigation tactiles ou sonores qui permettent à des 20 personnes non ou mal voyantes de se déplacer dans un environnement, les personnes non ou mal voyantes étant guidées dans l'environnement par l'intermédiaire d'informations tactiles ou sonores. La demande de brevet américain U52011268300 25 décrit un système de guidage tactile, le système comprenant des stimulateurs tactiles dans un couvre-chef pouvant fournir des sensations tactiles à différents endroits autour de la tête pour transférer des informations à une personne telles qu'une direction ou un azimut, le système 30 comprenant en outre des capteurs magnétiques, des accéléromètres et/ou un GPS. Cependant, le système ne peut fournir de manière tactile qu'un seul type d'informations à la fois à l'utilisateur, ce qui limite la quantité d'informations de trajectoire envoyées à l'utilisateur. De plus, ce système ne permet pas de détecter des objets de l'environnement qui ne sont pas dans la cartographie de l'environnement.
La demande de brevet américain US2008120029 décrit un système de navigation tactile vestimentaire qui transfère des informations de position à l'utilisateur de manière tactile, le système pouvant fournir l'utilisateur, par l'intermédiaire d'une ceinture comportant quatre actionneurs tactiles placés au niveau des quatre points cardinaux, des informations de direction et de distance à l'aide d'un GPS. Cependant, ce système ne peut pas fournir à l'utilisateur de manière tactile d'autres informations de navigation telles que des informations d'azimut de porte de passage ou des informations de limite de l'environnement d'évolution. De plus, ce système ne permet pas de détecter des objets de l'environnement qui ne sont pas dans la cartographie de l'environnement. Enfin, ce système ne comportant que quatre actionneurs tactiles, la précision d'orientation de l'utilisateur est très limitée. La demande de brevet français FR2771626 décrit un système permettant aux personnes non ou mal voyantes de s'orienter et de se diriger dans un environnement inconnu, le système comprenant des émetteurs disposés sur le parcours et un objet portable comportant des moyens tactiles pour indiquer à l'utilisateur la direction à suivre en fonction de la direction du repère d'orientation, de la destination sélectionnée et des informations émises par les émetteurs. Cependant, ce système ne peut pas fournir à l'utilisateur de manière tactile d'autres informations de navigation telles que des informations d'azimut de porte de passage ou des informations de limite d'environnement. De plus, l'échange d'informations entre les émetteurs et l'objet mobile est réalisé par l'intermédiaire d'une communication sans fil, ce qui oblige l'objet porté par l'utilisateur à posséder un récepteur de communication sans fil. La présente invention vise à résoudre les inconvénients de l'état antérieur de la technique, en proposant un ensemble environnement et interface de stimulation tactile de guidage sur une trajectoire dans l'environnement, l'interface de stimulation tactile de guidage comprenant une cartographie de l'environnement, l'environnement comprenant au moins un objet, l'interface de stimulation tactile de guidage comprenant au moins un moyen de calcul en temps réel, un moyen de détermination de position d'un utilisateur, un moyen de détermination d'azimut réel de l'utilisateur, un moyen d'indication par stimulation tactile de la position de l'au moins un objet, et un moyen d'indication par stimulation tactile de l'azimut de l'au moins un objet. Cet ensemble permet de fournir de manière tactile à l'utilisateur, pouvant être non ou mal voyant, plusieurs informations de navigation simultanément, telles que des informations de direction et d'azimut, afin que l'utilisateur puisse se diriger sur une trajectoire d'environnement qu'il choisira. De plus, cet ensemble permet de détecter des objets positionnés dans l'environnement, sans que ces derniers ne soient dans la cartographie de l'environnement, et sans que l'interface de guidage ne possède un moyen de communication sans fil. Ainsi, l'ensemble selon la présente invention permet à toute personne de se déplacer de manière naturelle dans son environnement en se passant du sens de la vue, ledit ensemble fournissant en temps réel à son utilisateur les informations synthétisées de son environnement d'évolution qui lui permettront de faire ses propres choix de mouvement. Dans la présente demande, on désigne par azimut réel d'un utilisateur la direction suivie par cet utilisateur.
Le principe de l'invention repose sur le fait que, lors du déplacement de l'utilisateur, le corps de l'utilisateur suit le regard de l'utilisateur, ainsi l'interface de guidage de l'invention indique en temps réel à l'utilisateur la direction vers laquelle aller et donc la direction de l'objectif par rapport à son corps, des informations spécifiques permettant de définir une trajectoire étant également envoyées en temps réel l'utilisateur par des moyens tactiles et/ou sonores. La présente invention a donc pour objet un ensemble environnement et interface de stimulation tactile de guidage sur une trajectoire dans l'environnement, l'interface de stimulation tactile de guidage comprenant une cartographie de l'environnement, l'environnement comprenant au moins un objet, caractérisé par le fait que l'interface de stimulation tactile de guidage comprend : - une mémoire dans laquelle est stockée la cartographie ; - un moyen de calcul en temps réel ; - un moyen de détermination de position d'un utilisateur ; - un moyen de détermination d'azimut réel de l'utilisateur ; - un moyen d'indication par stimulation tactile de la position de l'au moins un objet, ledit moyen d'indication par stimulation tactile de la position de l'au moins objet étant commandé par le moyen de calcul en temps réel en fonction de la cartographie stockée dans la mémoire, d'informations de position de l'utilisateur provenant du moyen de détermination de position et/ou d'informations d'azimut réel de l'utilisateur provenant du moyen de détermination d'azimut réel ; et - un moyen d'indication par stimulation tactile de l'azimut de l'au moins un objet, ledit moyen d'indication par stimulation tactile de l'azimut de l'au moins un objet étant commandé par le moyen de calcul en temps réel en fonction de la cartographie stockée dans la mémoire, d'informations de position de l'utilisateur provenant du moyen de détermination de position et/ou d'informations d'azimut réel de l'utilisateur provenant du moyen de détermination d'azimut réel. La mémoire peut notamment être l'une parmi une mémoire vive, une mémoire morte, une mémoire volatile ou une mémoire flash.
Le moyen de calcul en temps réel peut notamment être l'un parmi un microprocesseur, un microcontrôleur, un système embarqué, un FPGA ou un ASIC. Ainsi, des informations de position et d'azimut d'au moins un objet dans l'environnement peuvent être indiquées en temps réel à l'utilisateur de manière tactile en fonction de la position et de l'azimut réel de l'utilisateur, l'au moins un objet dans l'environnement pouvant être dans la cartographie de l'environnement stockée dans la mémoire, l'utilisateur ayant ainsi des informations concernant la trajectoire à suivre dans l'environnement, l'utilisateur connaissant la position de l'objet à franchir ainsi que la direction de passage de l'objet à franchir. Ainsi, l'utilisateur peut se passer du sens de la 30 vue pour se déplacer dans l'environnement, les informations concernant la trajectoire qu'il doit suivre dans l'environnement lui étant transmises de manière tactile.
Il est à noter que l'interface de stimulation tactile de guidage peut soit être portée entièrement par l'utilisateur, par exemple lorsque l'utilisateur se déplace en marchant ou en ski, soit être portée conjointement par l'utilisateur et un véhicule piloté par l'utilisateur, par exemple lorsque l'utilisateur pilote une voiture, une moto etc. Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'interface de stimulation tactile de guidage comprend en outre un moyen d'indication de distance de l'au moins objet par rapport à l'utilisateur, ledit moyen d'indication de distance de l'au moins un objet étant commandé par le moyen de calcul en temps réel en fonction de la cartographie stockée dans la mémoire, d'informations de position de l'utilisateur provenant du moyen de détermination de position et/ou d'informations d'azimut réel de l'utilisateur provenant du moyen de détermination d'azimut réel. Ainsi, l'utilisateur reçoit également en temps réel des indications de distance de l'au moins un objet dans l'environnement, l'utilisateur pouvant adapter sa vitesse et sa trajectoire en fonction de la distance qui le sépare de l'objet dans l'environnement. Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'interface de stimulation tactile de guidage comprend en outre un moyen d'indication de limite d'environnement, ledit moyen d'indication de limite d'environnement étant commandé par le moyen de calcul en temps réel en fonction de la cartographie stockée dans la mémoire, d'informations de position de l'utilisateur provenant du moyen de détermination de position et/ou d'informations d'azimut réel de l'utilisateur provenant du moyen de détermination d'azimut réel.
Ainsi, l'utilisateur reçoit en outre en temps réel des indications de limite d'environnement, telles que des indications de limite de bordure de piste, l'utilisateur connaissant les limites de l'environnement dans lequel il se déplace afin d'assurer sa sécurité et de connaître, par exemple lors d'un virage, les limites d'environnement d'évolution à ne pas franchir. Selon une caractéristique particulière de l'invention, le moyen de détermination de position est un GPS, Galileo ou Glonass, et/ou une ou plusieurs caméras, de préférence à infrarouge (IR), lesdites caméras étant aptes à repérer des objets de l'environnement de telle sorte que le moyen de calcul en temps réel puisse déterminer la position de l'utilisateur à l'aide de la cartographie.
Ainsi, le système GPS, Galileo ou Glonass permet de localiser en temps réel la position de l'utilisateur dans l'environnement, afin de connaître sa position par rapport à la cartographie stockée dans la mémoire. De plus, la ou les caméras permettent de repérer des objets dans l'environnement, par détection par exemple de la couleur ou de la forme des objets, ou par détection par exemple de la fréquence d'un signal visible par des capteurs de caméras (IR ou non), afin de localiser en temps réel la position de l'utilisateur par comparaison aux informations contenues dans la cartographie stockée dans la mémoire. Dans le cas de caméras IR, les caméras IR détectent des ondes IR rayonnées par certains objets spécifiques de l'environnement.
Il est à noter que le moyen de détermination de position contient, de préférence, un GPS et plusieurs caméras pour une redondance d'informations de position, l'ensemble étant ainsi plus sécurisé.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, le moyen de détermination d'azimut réel est une boussole électronique ou centrale inertielle positionnée sur la tête de l'utilisateur.
Ainsi, la boussole électronique/centrale inertielle permet à l'interface de guidage de connaître en temps réel l'orientation de la tête de l'utilisateur, le moyen de calcul en temps réel envoyant les informations de trajectoire à l'utilisateur en fonction de l'orientation de la tête de celui-ci. Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'interface de stimulation tactile de guidage comprend en outre un ou plusieurs accéléromètres, le ou les accéléromètres pouvant être inclus le cas échéant dans la centrale inertielle. Ainsi, le ou les accéléromètres permettent au moyen de calcul en temps réel de connaître en temps réel l'accélération de l'utilisateur dans l'environnement. L'invention peut donc comprendre une boussole électronique et des accéléromètres, ou une centrale inertielle ou une combinaison d'une centrale inertielle, d'une boussole électronique et d'accéléromètres. Selon une caractéristique particulière de l'invention, le moyen d'indication par stimulation tactile de la position de l'au moins un objet est un outil tactile positionné sur une partie du corps de l'utilisateur, et le moyen d'indication par stimulation tactile de l'azimut de l'au moins un objet est un autre outil tactile positionné sur une partie du corps de l'utilisateur.
Ainsi, les outils tactiles permettent d'indiquer à l'utilisateur respectivement des informations de position d'objet et des informations d'azimut d'objet sans que l'utilisateur n'ait besoin du sens de la vue, l'utilisateur pouvant être par exemple une personne mal ou non voyante. Selon une caractéristique particulière de l'invention, le moyen d'indication de distance de l'au 5 moins un objet est un outil tactile positionné sur une partie du corps de l'utilisateur et/ou un outil sonore. Ainsi, les informations d'indication de distance d'objet peuvent être fournies à l'utilisateur de manière tactile et/ou sonore, sans que l'utilisateur n'ait besoin 10 du sens de la vue. Selon une caractéristique particulière de l'invention, le moyen d'indication de limite d'environnement est un outil tactile positionné sur une partie du corps de l'utilisateur et/ou un outil sonore. 15 Ainsi, les informations d'indication de limite d'environnement peuvent être fournies à l'utilisateur de manière tactile et/ou sonore, sans que l'utilisateur n'ait besoin du sens de la vue. Selon une caractéristique particulière de 20 l'invention, le ou les outils sonores sont un casque audio ou un ou plusieurs haut-parleurs. Dans le cas où l'interface de guidage est entièrement portée par l'utilisateur, l'outil sonore peut être un casque audio, et dans le cas où l'interface de 25 guidage est conjointement portée par l'utilisateur et un véhicule, l'outil sonore peut être des haut-parleurs disposés dans le véhicule. Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'au moins un objet est une porte primaire de 30 trajectoire, caractérisée par une limite gauche, une limite droite et un azimut, l'azimut de la porte primaire correspondant à la direction de passage de la porte primaire par l'utilisateur.
Une porte de trajectoire est une porte de passage par laquelle l'utilisateur doit passer dans son évolution sur la trajectoire dans l'environnement, la porte de passage étant définie par une limite gauche et une limite droite ainsi que par une direction de passage, la porte de passage pouvant être définie en dur dans l'environnement ou bien en dynamique par l'interface de guidage, ou encore paramétrée à la volée par l'utilisateur. La porte primaire de trajectoire est la prochaine porte de passage que l'utilisateur doit franchir sur la trajectoire dans l'environnement. Ainsi l'ensemble transmet à l'utilisateur des informations de position des limites gauche et droite de la porte primaire par l'intermédiaire du moyen d'indication de position d'objet, des informations d'azimut de la porte primaire par l'intermédiaire du moyen d'indication d'azimut d'objet, et de manière facultative des informations de distance des limites gauche et droite de la porte primaire par l'intermédiaire du moyen d'indication de distance d'objet, l'utilisateur possédant toutes les informations nécessaires pour se déplacer vers la porte primaire et la franchir. Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'environnement comprend en outre un objet de porte secondaire de trajectoire, correspondant au point de passage suivant le point de passage de la porte primaire, la porte secondaire devenant la nouvelle porte primaire après le passage de la porte primaire antérieure. La porte secondaire de trajectoire est la porte de passage qui suit la porte primaire de trajectoire, la 30 porte secondaire devenant la nouvelle porte primaire après le passage de la porte primaire antérieure. Ainsi, avant le passage de la porte primaire courante, l'utilisateur peut recevoir des informations de H position de la porte secondaire par l'intermédiaire du moyen d'indication de position d'objet, ce qui permet l'utilisateur d'anticiper sa future trajectoire lors de son déplacement dans l'environnement.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'environnement comporte en outre un ou plusieurs objets de bordure d'environnement, de préférence une bordure de limite gauche et une bordure de limite droite.
Ainsi, l'utilisateur peut en outre recevoir des informations de limite d'environnement par l'intermédiaire du moyen d'indication de limite d'environnement, les objets de bordure d'environnement étant définis dans la cartographie de l'environnement et/ou disposés en dur dans l'environnement et détectés par les caméras. Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'environnement comporte en outre un ou plusieurs objets de repère, positionnés préalablement sur la cartographie ou à la volée dans l'environnement.
Ces objets de repère sont des marqueurs pour des actions spécifiques (par exemple, freinage, braquage, saut ...) ou des éléments de l'environnement qui doivent être gérés en dynamique, comme par exemple des obstacles (par exemple, voiture arrêtée ou mobile, personne en mouvement, feu rouge ...) ou des partenaires de jeu (par exemple, adversaires ou coéquipiers dans un sport collectif) ou encore un objet particulier (par exemple, ballon, balle ...), les marqueurs pour des actions spécifiques étant préalablement disposés sur la cartographie ou détectés par les caméras, les autres éléments de l'environnement gérés en dynamique étant détectés par les caméras. Ainsi, l'utilisateur peut recevoir des informations concernant les objets de repère par l'intermédiaire des différents moyens d'indication, améliorant ainsi davantage l'environnement. Selon une sa connaissance de caractéristique particulière de l'invention, chaque outil tactile est l'un parmi : - un ou plusieurs pointeurs en contact avec une partie du corps de l'utilisateur, notamment des roues de contact, coulissant sur une glissière ; - des cellules vibrantes en contact avec une partie du corps de l'utilisateur ; - des mini-vérins actionnés par électromagnétisme, air ou liquide afin d'être en contact avec un partie du corps de l'utilisateur ; ou - des points de pression actionnés par gonflage de poches.
Ainsi, chaque outil tactile peut indiquer avec précision à l'utilisateur les informations du moyen d'indication associé, chaque outil tactile pouvant être disposé sur une partie différente du corps de l'utilisateur.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, chaque outil tactile est positionné sur la tête, le cou, le torse, les bras et/ou les jambes de l'utilisateur. Deux roues de contact coulissant sur une 25 glissière peuvent, par exemple, être disposées sur la tête de l'utilisateur afin d'indiquer à l'utilisateur des informations de position et de distance de la porte primaire, la position des deux roues de contact par rapport au crâne de l'utilisateur indiquant la position des deux 30 limites de la porte primaire par rapport à l'orientation de la tête de l'utilisateur, l'écartement des deux roues de contact indiquant à l'utilisateur la distance de la porte primaire par rapport à celui-ci.
Plusieurs cellules vibrantes peuvent, par exemple, être disposées à pas constant autour de la tête de l'utilisateur afin d'indiquer à l'utilisateur des informations d'azimut de la porte primaire, l'une des cellules vibrantes étant en vibration afin d'indiquer l'azimut de la porte primaire par rapport à l'orientation de la tête de l'utilisateur. Plusieurs mini-vérins pouvant être actionnés par électromagnétisme, air ou liquide peuvent, par exemple, être disposés à pas constant autour du torse de l'utilisateur afin d'indiquer à l'utilisateur des informations de position de porte secondaire, seulement un mini-vérin étant actionné à la fois afin d'indiquer la position de la porte secondaire par rapport à l'orientation de la tête de l'utilisateur. Plusieurs poches pouvant être gonflées peuvent, par exemple, être disposées sur chaque bras de l'utilisateur afin d'indiquer à l'utilisateur des informations de limite d'environnement, une seule poche étant gonflée sur chaque bras afin d'indiquer respectivement les distances des limites gauche et droite de l'environnement par rapport à l'utilisateur. Il est à noter que ces exemples ne sont pas limitatifs et que n'importe lequel des types d'outil tactile peut être disposé sur n'importe laquelle des parties du corps de l'utilisateur, sans s'écarter du cadre de la présente invention. Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'interface de stimulation tactile de guidage est apte à être connectée de manière sans fil à des applications spécifiques à l'environnement, telles qu'une application de système de guidage, l'interface de stimulation tactile de guidage recevant en temps réel des informations concernant l'environnement, telles que des modifications de l'environnement, en provenance des applications spécifiques à l'environnement. Ainsi, par exemple, dans le cas où l'environnement est un aéroport ou un métro, l'interface de stimulation tactile de guidage peut recevoir en temps réel des informations concernant l'aéroport ou le métro par l'intermédiaire d'applications spécifiques à l'aéroport ou au métro, les informations concernant, par exemple, une 10 porte d'embarquement, une zone de récupération de bagages ou un guidage lors d'une correspondance dans le cas d'un aéroport, ou un terminal de métro ou un guidage lors d'une correspondance dans le cas d'un métro. Pour mieux illustrer l'objet de la présente 15 invention, on va en décrire ci-après, à titre illustratif et non limitatif, des modes de réalisation préférés, avec référence aux dessins annexés. Sur ces dessins : 20 - la Figure 1 est un schéma fonctionnel d'une interface de stimulation tactile de guidage sur une trajectoire selon la présente invention; - la Figure 2 est une vue en perspective d'un outil tactile de tête de l'interface de stimulation tactile de 25 guidage sur une trajectoire selon un mode de réalisation préféré de la présente invention; - la Figure 2A est un agrandissement de la Figure 2 sur l'outil tactile d'indication d'azimut de porte primaire de l'outil tactile de tête; 30 - la Figure 2B est un agrandissement de la Figure 2 sur l'outil tactile d'indication de position de limites de porte primaire de l'outil tactile de tête; - la Figure 3 est une vue en perspective d'un outil tactile de torse de l'interface de stimulation tactile de guidage sur une trajectoire selon un mode de réalisation préféré de la présente invention; - la Figure 4 est une vue en perspective d'un outil tactile de bras de l'interface de stimulation tactile de guidage sur une trajectoire selon un mode de réalisation préféré de la présente invention; - la Figure 4A est une vue en coupe de l'outil tactile de bras de la Figure 4 au niveau du poignet ; - la Figure 5 est une vue schématique d'une trajectoire dans l'environnement à titre d'exemple selon la présente invention; et - la Figure 6 est une vue en perspective d'un utilisateur dans un véhicule équipé de l'interface de stimulation tactile de guidage sur une trajectoire selon un second mode de réalisation préféré de la présente invention. Si l'on se réfère à la Figure 1, on peut voir 20 qu'il y est représenté une interface de stimulation tactile de guidage sur une trajectoire 1 selon la présente invention. Un ensemble environnement et interface de stimulation tactile de guidage sur une trajectoire comprend 25 une interface de stimulation tactile de guidage sur une trajectoire 1 et un environnement (non représenté sur la Figure 1), un utilisateur de l'interface de stimulation tactile de guidage 1 se déplaçant sur une trajectoire dans l'environnement, l'environnement comprenant au moins un 30 objet, fixe ou mobile dans l'environnement. L'interface de stimulation tactile de guidage sur une trajectoire 1 comprend une mémoire 2 dans laquelle est stockée une cartographie 2a de l'environnement, un moyen de détermination de position de l'utilisateur 3, un moyen de détermination d'azimut de la tête de l'utilisateur 4 et un accéléromètre 5. Bien que non décrit en relation avec les figures, ledit accéléromètre peut avantageusement être remplacé ou complété par une centrale inertielle, sans s'écarter du cadre de la présente invention. La mémoire 2 peut être notamment l'une parmi une mémoire vive, une mémoire morte, une mémoire volatile ou une mémoire flash.
Le moyen de détermination de position de l'utilisateur 3 comporte un GPS 3a et plusieurs caméras IR 3b. Le GPS 3a permet de déterminer en temps réel la position GPS et la vitesse de l'utilisateur dans l'environnement par définition de la position tridimensionnelle de l'utilisateur en coordonnées GPS, le GPS 3a étant hautes fréquences et avec une précision élevée, de préférence de l'ordre de 5 cm. Les caméras IR 3b permettent de repérer des objets IR dans l'environnement afin de déterminer en temps réel la position de l'utilisateur par rapport à ces objets IR, les objets IR étant ou non dans la cartographie 2a, les objets IR pouvant émettre des données intrinsèques l'environnement (par exemple, délimitations, signes ou messages) ou des données d'anomalies (par exemple, obstacle statique ou objet en mouvement). Le GPS 3a et les caméras IR 3b permettent d'obtenir une redondance d'informations de position de l'utilisateur, l'ensemble étant ainsi plus sécurisé.
Il est à noter que le moyen de détermination de position de l'utilisateur 3 pourrait comporter seulement un GPS 3a ou seulement des caméras IR 3b, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
Il est à noter que le moyen de détermination de position de l'utilisateur 3 pourrait également comporter un système Galileo ou Glonass à la place du GPS 3a, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
Il est à noter que les caméras pourraient également être non IR, sans s'écarter du cadre de la présente invention, les caméras alors étant aptes à repérer des formes ou des couleurs d'objets de l'environnement. Le moyen de détermination d'azimut réel de l'utilisateur 4 comporte une boussole électronique 4a, la boussole électronique 4a étant disposée sur la tête de l'utilisateur et permettant de mesurer en temps réel l'orientation absolue de la tête de l'utilisateur. Bien que non décrit en relation avec les figures, ladite boussole électronique 4a peut avantageusement être remplacée ou complétée par une centrale inertielle, sans s'écarter du cadre de la présente invention. L'accéléromètre 5 permet de mesurer en temps réel les accélérations tridimensionnelles et angulaires de 20 l'utilisateur. Il est à noter que l'interface de stimulation tactile de guidage 1 pourrait ne pas comporter d'accéléromètre 5, sans s'écarter du cadre de la présente invention. 25 L'interface de stimulation tactile de guidage 1 comprend en outre un moyen de calcul en temps réel 6, ledit moyen de calcul en temps réel 6 étant connecté à la mémoire 2, au moyen de détermination de position 3, au moyen de détermination d'azimut réel 4 et à l'accéléromètre 5 afin 30 de recevoir leurs informations mesurées respectives. Le moyen de calcul en temps réel 6 peut être notamment l'un parmi un microprocesseur, un microcontrôleur, un système embarqué, un FPGA ou un ASIC.
Le moyen de calcul en temps réel 6 réalise une compilation des informations provenant de la mémoire 2, du moyen de détermination de position 3, du moyen de détermination d'azimut réel 4 et de l'accéléromètre 5 afin de déterminer en temps réel la trajectoire tridimensionnelle courante de l'utilisateur dans la cartographie 2a de l'environnement, par calcul de l'orientation de la tête de l'utilisateur (par l'intermédiaire de la boussole électronique 4a), de la vitesse de l'utilisateur (par l'intermédiaire du GPS 3a), de la position absolue de l'utilisateur dans l'environnement (par l'intermédiaire du GPS 3a), de la position relative de l'utilisateur dans l'environnement (par l'intermédiaire des caméras IR 3b), et des 15 accélérations tridimensionnelles et angulaires de l'utilisateur (par l'intermédiaire du GPS 3a et de l'accéléromètre 5), la cohérence des informations étant contrôlée avec la redondance des sources d'informations. L'interface de stimulation tactile de guidage 1 20 comprend en outre un moyen d'indication par stimulation tactile de position d'objet 7, un moyen d'indication par stimulation tactile d'azimut d'objet 8, un moyen d'indication de distance d'objet 9 et un moyen d'indication de limite d'environnement 10. 25 Il est à noter que l'interface de stimulation tactile de guidage 1 pourrait ne pas comporter de moyen d'indication de distance d'objet 9 et de moyen d'indication de limite d'environnement 10, sans s'écarter du cadre de la présente invention. 30 Le moyen de calcul en temps réel 6, qui calcule en temps réel des informations de trajectoire à suivre par l'utilisateur, est connecté au moyen d'indication par stimulation tactile de position d'objet 7, au moyen d'indication par stimulation tactile d'azimut d'objet 8, au moyen d'indication de distance d'objet 9 et au moyen d'indication de limite d'environnement 10, afin de fournir ceux-ci des informations de trajectoire à suivre 5 respectives. Le moyen d'indication par stimulation tactile de position d'objet 7 est commandé par le moyen de calcul en temps réel 6 en fonction de la cartographie 2a stockée dans la mémoire 2, d'informations de position de l'utilisateur 10 provenant du moyen de détermination de position 3, d'informations d'azimut réel de l'utilisateur provenant du moyen de détermination d'azimut réel 4 et/ou d'informations d'accélération provenant de l'accéléromètre 5, le moyen d'indication par stimulation tactile de position d'objet 7 15 indiquant de manière tactile à l'utilisateur la position d'au moins un objet dans l'environnement. Le moyen d'indication par stimulation tactile d'azimut d'objet 8 est commandé par le moyen de calcul en temps réel 6 en fonction de la cartographie 2a stockée dans 20 la mémoire 2, d'informations de position de l'utilisateur provenant du moyen de détermination de position 3, d'informations d'azimut réel de l'utilisateur provenant du moyen de détermination d'azimut réel 4 et/ou d'informations d'accélération provenant de l'accéléromètre 5, le moyen 25 d'indication par stimulation tactile d'azimut d'objet 8 indiquant de manière tactile à l'utilisateur l'azimut d'au moins un objet dans l'environnement. Le moyen d'indication de distance d'objet 9 est commandé par le moyen de calcul en temps réel 6 en fonction 30 de la cartographie 2a stockée dans la mémoire 2, d'informations de position de l'utilisateur provenant du moyen de détermination de position 3, d'informations d'azimut réel de l'utilisateur provenant du moyen de détermination d'azimut réel 4 et/ou d'informations d'accélération provenant de l'accéléromètre 5, le moyen d'indication de distance d'objet 9 indiquant de manière tactile ou sonore à l'utilisateur la distance d'au moins un objet dans l'environnement par rapport à l'utilisateur. Le moyen d'indication de limite d'environnement 10 est commandé par le moyen de calcul en temps réel 6 en fonction de la cartographie 2a stockée dans la mémoire 2, d'informations de position de l'utilisateur provenant du moyen de détermination de position 3, d'informations d'azimut réel de l'utilisateur provenant du moyen de détermination d'azimut réel 4 et/ou d'informations d'accélération provenant de l'accéléromètre 5, le moyen d'indication de limite d'environnement 10 indiquant de manière tactile ou sonore à l'utilisateur la distance de limites d'environnement par rapport à l'utilisateur. Le moyen d'indication par stimulation tactile de position d'objet 7 est un outil tactile positionné sur une partie du corps de l'utilisateur et le moyen d'indication par stimulation tactile d'azimut d'objet 8 est un autre outil tactile positionné sur une partie du corps de l'utilisateur. Le moyen d'indication de distance d'objet 9 est un outil tactile positionné sur une partie du corps de 25 l'utilisateur et/ou un outil sonore. Le moyen d'indication de limite d'environnement 10 est un outil tactile positionné sur une partie du corps de l'utilisateur et/ou un outil sonore. Ainsi, l'utilisateur peut se passer du sens de la 30 vue pour se déplacer dans l'environnement, les informations concernant la trajectoire qu'il doit suivre dans l'environnement lui étant transmises de manière tactile ou sonore, l'utilisateur connaissant en temps réel la position de l'objet suivant à franchir ainsi que la direction de passage de l'objet suivant à franchir. Il est à noter que l'interface de stimulation tactile de guidage 1 peut soit être portée entièrement par l'utilisateur, par exemple lorsque l'utilisateur se déplace en marchant ou en ski, soit être portée conjointement par l'utilisateur et un véhicule piloté par l'utilisateur, par exemple lorsque l'utilisateur pilote une voiture, une moto etc.
Un objet de l'environnement que l'utilisateur doit franchir est une porte primaire de trajectoire, ladite porte primaire de trajectoire comportant une limite gauche, une limite droite et un azimut, l'azimut de la porte primaire correspondant à la direction de passage de la porte primaire par l'utilisateur. Un autre objet de l'environnement que l'utilisateur doit ensuite franchir est une porte secondaire de trajectoire, correspondant au point de passage suivant le point de passage de la porte primaire, la porte secondaire devenant la nouvelle porte primaire après le passage de la porte primaire antérieure. D'autres objets de l'environnement sont des bordures d'environnement, de préférence une bordure de limite gauche et une bordure de limite droite.
D'autres objets de l'environnement sont des repères, positionnés préalablement sur la cartographie 2a ou à la volée dans l'environnement. Si l'on se réfère aux Figures 2, 2A et 2B, on peut voir qu'il y est représenté un outil tactile de tête 11 de l'interface de stimulation tactile de guidage sur une trajectoire 1 selon un mode de réalisation préféré de la présente invention.
L'outil tactile de tête 11 comporte un outil tactile d'indication d'azimut de porte primaire 12, un outil tactile d'indication de position de limites de porte primaire 13 et deux caméras IR 13a, 13b.
L'outil tactile d'indication d'azimut de porte primaire 12 comporte un bandeau 14 disposé autour de la circonférence du crâne de l'utilisateur, le bandeau 14 comportant plusieurs cellules vibrantes 15 disposées uniformément autour du bandeau 14, l'une des cellules vibrantes 15 étant mise en vibration afin d'indiquer l'utilisateur l'azimut de la porte primaire par rapport l'orientation de la tête de l'utilisateur. Il est à noter que l'outil tactile d'indication d'azimut de porte primaire 12 pourrait également être composé d'une matrice de pointeurs tactiles, telle qu'une cagoule comportant plusieurs rangées et plusieurs colonnes de cellules vibrantes, sans s'écarter du cadre de la présente invention. L'outil tactile d'indication de position de 20 limites de porte primaire 13 comporte un portique rigide 16, situé sur le dessus du crâne de l'utilisateur, sur lequel est fixée une glissière flexible 17, le portique 16 étant également fixé au bandeau 14 au niveau de deux côtés opposés. 25 Les positions des limites gauche et droite de la porte primaire sont respectivement définies par des pointeurs mobiles 18, 19 coulissant sur la glissière 17, les pointeurs 18, 19 étant toujours en contact avec le crâne de l'utilisateur. 30 Les caméras IR 13a, 13b sont fixées sur le dessus du portique 16 et tournées dans la direction du regard de l'utilisateur, les caméras IR 13a, 13b étant conçues pour détecter des objets IR dans l'environnement afin d'en informer le moyen de calcul en temps réel 6. Le portique 16 peut être ajusté pour le confort de l'utilisateur, et la position du portique 16 est réglable, en particulier selon sa position angulaire sur l'axe traversant le crâne de manière transversale (oreille droite - oreille gauche). La tension de la glissière 17 est également réglable. L'outil tactile de tête 11 peut également être 10 intégré dans un casque qui peut être fixé sur la tête de l'utilisateur. Si l'on se réfère plus particulièrement à la Figure 2A, on peut voir que le bandeau 14 comporte un support corporel 14a, tel qu'un casque, sur lequel est 15 fixée une membrane support semi-rigide 14b, la membrane 14b portant sur celle-ci les cellules vibrantes 15 en contact avec le crâne de l'utilisateur, l'une des cellules vibrantes 15 en vibration indiquant l'azimut de la porte primaire à l'utilisateur. 20 Si l'on se réfère plus particulièrement à la Figure 2B, on peut voir qu'un câble de guidage 20 est également fixé sur le portique 16, parallèlement à la glissière 17. Le pointeur mobile 18 comporte un châssis 18a sur 25 lequel est fixée en rotation une roue de contact 18b, la roue de contact 18b étant toujours en contact avec le crâne de l'utilisateur, le châssis 18a étant en liaison fixe avec le câble de guidage 20 et en liaison coulissante avec la glissière 17. 30 Un moteur électrique 21 est également fixé sur le portique 16, ledit moteur électrique 21 permettant de déplacer le câble de guidage 20 parallèlement à la glissière 17, ce qui permet de déplacer le pointeur mobile 18 sur la glissière 17 afin d'indiquer à l'utilisateur un point de contact relatif à la position de l'une des limites de porte primaire par rapport à la tête de l'utilisateur. Il est à noter que le moteur électrique 21 5 associé au pointeur mobile 18 pourrait également être solidaire du châssis 18a du pointeur mobile 18, ou relié au châssis 18a par un système de transmission par chaîne ou courroie, sans s'écarter du cadre de la présente invention. Il est à noter que l'outil tactile d'indication 10 de position de limites de porte primaire 13 comporte également (mais non représentés) un câble de guidage supplémentaire et un moteur électrique supplémentaire associés au pointeur mobile 19 afin de déplacer celui-ci sur la glissière 17 afin d'indiquer à l'utilisateur un 15 point de contact relatif à la position de l'autre des limites de porte primaire par rapport à la tête de l'utilisateur. L'écartement entre les deux pointeurs mobiles 18, 19 indique également à l'utilisateur la distance qui le 20 sépare de la porte primaire, un rapprochement des deux pointeurs 18, 19 indiquant à l'utilisateur que la porte primaire s'éloigne de l'utilisateur, et un éloignement des deux pointeurs 18, 19 indiquant à l'utilisateur que la porte primaire se rapproche de l'utilisateur. 25 Il est à noter que l'outil tactile d'indication de position de limites de porte primaire 13 pourrait également être un système de couronnes mobiles (en rotation) guidées comportant chacune un pointeur tactile, sans s'écarter du cadre de la présente invention. 30 La partie de pointeur mobile 18, 19 qui est au contact de l'utilisateur ne doit pas être freinée voire bloquée par les cheveux de l'utilisateur. C'est pourquoi ce contact pourra se faire : - soit via une roue de contact 18b qui roulera sur la surface de contact de l'utilisateur ; - soit via une membrane au contact de l'utilisateur sur laquelle le pointeur 18, 19 exercera une pression ; - dans tous les cas, le pointeur 18, 19 sera monté sur un système d'amortissement (à ressort, pneumatique, hydraulique ...) réglable afin d'assurer une pression de contact permanente et confortable pour l'utilisateur. Cette suspension pourra également être assurée via la liaison entre la glissière 17 et le dispositif fixé sur le corps de l'utilisateur (par exemple, casque). Il est à noter que les outils tactiles 12 et 13 pourraient également être disposés sur d'autres parties du corps de l'utilisateur, telles que le cou, le torse, les 15 bras et/ou les jambes, sans s'écarter du cadre de la présente invention. Il est à noter que les outils tactiles 12 et 13 pourraient également être composés d'une matrice de pointeurs tactiles, telle qu'une cagoule comportant 20 plusieurs rangées et plusieurs colonnes de cellules vibrantes dans le cas où les outils sont disposés sur la tête de l'utilisateur, sans s'écarter du cadre de la présente invention. Il est à noter que l'outil tactile 12 pourrait 25 également être un pointeur en contact avec une partie du corps de l'utilisateur coulissant sur une glissière, des mini-vérins actionnés par électromagnétisme, air ou liquide afin d'être en contact avec un partie du corps de l'utilisateur, ou un point de pression actionné par 30 gonflage de poches, sans s'écarter du cadre de la présente invention. Il est à noter que l'outil tactile 13 pourrait également être des cellules vibrantes en contact avec une partie du corps de l'utilisateur, des mini-vérins actionnés par électromagnétisme, air ou liquide afin d'être en contact avec un partie du corps de l'utilisateur, ou des points de pression actionnés par gonflage de poches, sans s'écarter du cadre de la présente invention. Si l'on se réfère à la Figure 3, on peut voir qu'il y est représenté un outil tactile de torse 22 de l'interface de stimulation tactile de guidage sur une trajectoire 1 selon le mode de réalisation préféré de la présente invention. L'outil tactile de torse 22 est un outil tactile d'indication de position de porte secondaire. L'outil tactile de torse 22 comporte un bandeau 23 qui est disposé autour de la circonférence du torse de l'utilisateur, le bandeau 23 comportant plusieurs cellules vibrantes 24 disposées uniformément autour du bandeau 23, l'une des cellules vibrantes 24 étant mise en vibration afin d'indiquer à l'utilisateur la position de la porte secondaire par rapport à l'orientation de la tête de l'utilisateur. L'outil tactile de torse 22 peut également être fixé à un support corporel tel qu'une ceinture ou un plastron. La position de la porte secondaire pourrait également être indiquée avec un type d'outil tactile différent de celui qui indique l'azimut de la porte primaire, afin de permettre à l'utilisateur de distinguer plus facilement les informations, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
Ainsi, l'outil tactile de torse 22 pourrait également être un pointeur en contact avec le torse de l'utilisateur coulissant sur une glissière, des mini-vérins actionnés par électromagnétisme, air ou liquide afin d'être en contact avec le torse de l'utilisateur, ou un point de pression actionné par gonflage de poches, sans s'écarter du cadre de la présente invention. De plus, la position de la porte secondaire 5 pourrait être indiquée par un outil tactile sur une partie du corps autre que le torse, sans s'écarter du cadre de la présente invention. Dans le cas où la position de la porte secondaire et l'azimut de la porte primaire sont tous les deux 10 indiqués par un outil tactile à cellules vibrantes, on pourra distinguer les types d'informations soit par la taille de la surface de contact vibrante (plaque vibrante à surface plus grande ou segment vibrant), soit pas les fréquences de vibration. 15 Si l'on se réfère à la Figure 4 et à la Figure 4A, on peut voir qu'il y est représenté un outil tactile de bras 25 de l'interface de stimulation tactile de guidage sur une trajectoire 1 selon le mode de réalisation préféré de la présente invention. 20 L'outil tactile de bras 25 est un outil tactile d'indication de distance de limite droite de bordure d'environnement, l'outil tactile de bras 25 étant disposé sur le bras droit de l'utilisateur. Il est à noter qu'un outil tactile de bras 25 identique mais symétrique est également disposé sur le bras gauche de l'utilisateur en tant qu'outil tactile d'indication de distance de limite gauche de bordure d'environnement. L'outil tactile de bras 25 comporte un châssis 26 30 adapté à la morphologie du bras de l'utilisateur, tel qu'une membrane support semi-rigide, sur lequel sont fixées des cellules vibrantes 27, 28, 29a, 29b, 29c.
La cellule vibrante 27 est disposée au niveau du haut du bras de l'utilisateur, la cellule vibrante 28 est disposée au niveau du milieu du bras de l'utilisateur, et les cellules vibrantes 29a, 29b, 29c sont disposées autour du poignet de l'utilisateur à égale distance. L'une des cellules vibrantes 27, 28, 29a, 29b, 29c est mise en vibration afin d'indiquer en temps réel la position de l'utilisateur par rapport à la limite droite de bordure d'environnement.
La vibration de la cellule vibrante 27 indique que l'utilisateur se situe au centre de la largueur de l'environnement, la vibration de la cellule vibrante 28 indique que l'utilisateur se situe plus près de la limite droite que de la limite gauche, et la vibration de l'une des cellules vibrantes 29a, 29b, 29c indique que l'utilisateur se situe à proximité de la limite droite. Les cellules vibrantes 29a, 29b, 29c indiquent avec précision la proximité de la limite droite, la vibration de la cellule vibrante 29a indiquant que l'utilisateur se trouve proche de la limite droite, la vibration de la cellule vibrante 29b indiquant que l'utilisateur se trouve presque sur la limite droite, et la vibration de la cellule vibrante 29c indiquant que l'utilisateur se trouve sur la limite droite.
Il est à noter que la précision de l'information de distance de limite de bordure d'environnement est fonction du nombre de cellules vibrantes. Il est à noter que la finesse de l'information de distance de limite de bordure d'environnement pourrait être paramétrée, la distance entre la position indiquée et la limite réelle pouvant être notamment paramétrable, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
Il est à noter que l'outil tactile de bras 25 pourrait également être des pointeurs en contact avec le bras de l'utilisateur coulissant sur une glissière, des mini-vérins actionnés par électromagnétisme, air ou liquide afin d'être en contact avec le bras de l'utilisateur, ou un point de pression actionné par gonflage de poches, sans s'écarter du cadre de la présente invention. De plus, la position des limites gauche et droite de bordure d'environnement pourrait être indiquée par un outil tactile sur une partie du corps autre que les bras, sans s'écarter du cadre de la présente invention. Il est à noter que des limites avant et arrière de bordure d'environnement pourraient également être indiquées à l'utilisateur selon le même principe avec des cellules vibrantes disposées à l'avant et à l'arrière d'un plastron par exemple, sans s'écarter du cadre de la présente invention. Si l'on se réfère à la Figure 5, on peut voir qu'il y est représenté une trajectoire dans l'environnement 20 à titre d'exemple selon la présente invention. L'environnement est une piste de conduite 30 sur laquelle l'utilisateur se déplace par exemple dans une voiture 31, la piste de conduite 30 comportant une limite d'environnement d'évolution gauche 32 et une limite 25 d'environnement d'évolution droite 33 que l'utilisateur ne doit pas franchir, la piste de conduite 30 étant, dans cet exemple, un virage en épingle. Un objet de porte primaire 34 courante et un objet de porte secondaire 35 courante sont sur la piste de 30 conduite 30, l'utilisateur devant successivement franchir la porte primaire 34 et la porte secondaire 35 afin de réaliser le virage en épingle, la porte primaire 34 étant caractérisée par une limite gauche 34a, une limite droite 34b et un azimut 34c, la porte secondaire étant caractérisée par une limite gauche 35a, une limite droite 35b et un azimut 35c afin d'indiquer ces informations à l'utilisateur lorsque la porte secondaire 35 deviendra la nouvelle porte primaire dès que l'utilisateur aura franchi la porte primaire 34 courante. Les objets de porte primaire 34 et de porte secondaire 35 sont dans la cartographie de l'environnement et/ou disposés en dur sur la piste de conduite 30 et aptes 10 à être repérés par les caméras. L'environnement comporte également un objet de repère de point de freinage 36, un objet de repère de point de braquage 37, et un objet de repère de point de corde 38, l'objet de repère de point de freinage 36 étant disposé à 15 l'entrée du virage, l'objet de repère de point de braquage 37 étant disposé au niveau de la porte primaire 34, l'objet de repère de point de corde 38 étant disposé au niveau de la porte secondaire 35. Les objets de repère 36, 37, 38 sont dans la 20 cartographie et/ou en dur sur la piste de conduite 30 et aptes à être repérés par les caméras. L'outil tactile de tête 11 indique l'utilisateur les positions des limites gauche et droite 34a, 34b de la porte primaire 34 et l'azimut 34c de la 25 porte primaire 34. L'outil tactile de torse 22 indique l'utilisateur la position de la porte secondaire 35. Deux outils tactiles de bras 25 indiquent respectivement à l'utilisateur la limite d'environnement 30 d'évolution gauche 32 et la limite d'environnement d'évolution droite 33. Un outil sonore indique à l'utilisateur le franchissement des objets de repère 36, 37, 38, afin d'aider l'utilisateur lors du pilotage de la voiture 31 en lui indiquant des informations essentielles au passage du virage, c'est-à-dire le point de freinage, le point de braquage et le point de corde.
L'outil sonore peut être un casque audio ou des haut-parleurs disposés dans la voiture. Si l'on se réfère à la Figure 6, on peut voir qu'il y est représenté un utilisateur 39 dans un véhicule équipé de l'interface de stimulation tactile de guidage sur une trajectoire 1 selon un second mode de réalisation préféré de la présente invention. L'utilisateur 39 est installé dans un véhicule équipé de l'interface de stimulation tactile de guidage sur une trajectoire 1, l'utilisateur étant apte à conduire le 15 véhicule. L'utilisateur 39 porte un outil tactile de tête 40 identique à l'outil tactile de tête 11 à l'exception qu'il ne possède pas de caméras IR et qu'il possède une boussole électronique 4a et un accéléromètre 5 fixés sur 20 celui-ci, la boussole électronique 4a et l'accéléromètre 5 pouvant être combinés à ou inclus dans une centrale inertielle, l'outil tactile de torse 22, l'outil tactile de bras 25, et un outil tactile de bras 41 identique à l'outil tactile de bras 25 à l'exception qu'il indique la limite 25 gauche de bordure d'environnement. Le véhicule est équipé de deux caméras IR 42a, 42b disposées sur le dessus du siège conducteur 43 du véhicule, et deux haut-parleurs 44a, 44b disposés respectivement de chaque côté du siège conducteur 43 du 30 véhicule, les caméras IR 42a, 42b étant aptes à repérer des objets de repère dans l'environnement et les haut-parleurs 44a, 44b étant aptes à indiquer à l'utilisateur de manière sonore les informations des objets de repère.
Il est à noter que, comme dans le premier mode de réalisation, les caméras IR pourraient être disposées sur un casque porté par l'utilisateur, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
Les haut-parleurs 44a, 44b pourraient également indiquer la vitesse de l'utilisateur en jouant sur la fréquence sonore, le volume sonore, ou encore sur des « ping » tous les X mètres, ou en annonçant une atteinte de certaines vitesses préréglées, sans s'écarter du cadre de la présente invention. L'interface de guidage 1 enregistre en permanence l'ensemble des données reçues et restituées pour que l'utilisateur puisse analyser sa session, cet enregistrement servant également de « boîte noire » en cas 15 d'incident. Compte tenu de la nature d'utilisation de l'ensemble, il est indispensable de s'assurer en permanence que celui-ci est en bon état de fonctionnement. Les différents sous-systèmes seront contrôlés par recoupement 20 des données GPS - centrale inertielle/accéléromètres caméras - cartographie. Le bon fonctionnement mécanique sera lui aussi contrôlé, en particulier le bon positionnement des pointeurs. 25 En cas d'incohérence des informations ou de dysfonctionnement d'un des sous-systèmes, l'ensemble génère des alertes jusqu'à éventuellement se mettre hors tension. L'ensemble peut également alerter l'utilisateur si son évolution sort d'un cadre prédéfini (par exemple, 30 trajectoire par rapport à vitesse). L'autonomie de l'interface de guidage 1 est assurée par des batteries, éventuellement rechargeables grâce à des cellules photovoltaïques.
Le moyen de calcul en temps réel 6 est connecté aux différents périphériques de l'interface (caméras, centrale inertielle/boussole, outils tactiles ...) soit par faisceau électrique, soit sans fil (Bluetooth, Wifi ...).
L'interface de guidage 1 est apte à être connectée de manière sans fil à des applications spécifiques à l'environnement, telles qu'une application de système de guidage, l'interface de guidage 1 recevant en temps réel des informations concernant l'environnement, telles que des modifications de l'environnement, en provenance des applications spécifiques d'environnement. EXEMPLES NON LIMITATIFS D'APPLICATIONS CONCRETES Systèmes de navigation L'utilisateur pourra orienter son regard vers la bonne direction, la sortie d'autoroute, la rue à prendre. Cette utilisation ne requiert qu'une utilisation partielle des capacités globales de l'ensemble (uniquement l'orientation de la tête vers un point de l'environnement en 2D). Dans ce cas, l'interface de guidage est pilotée par un système de navigation. L'interface oriente en temps réel la tête de l'utilisateur en direction de la prochaine sortie ou du prochain changement de direction, ou encore en direction de la file sur laquelle rouler. L'interface de guidage peut notamment permettre de continuer à guider de manière fiable l'utilisateur dans des zones non couvertes par un système de repérage par 30 satellite (telles que des tunnels souterrains par exemple). Matériel : - bandeau sur la tête connecté au système de navigation (par fil ou sans fil), autoalimenté ; système d'indication de direction simple : couronne OU glissière avec un pointeur, système vibrant avec un nombre limité de cellules (5 à 10 maximum) ; - boussole fixée au bandeau ou système de caméras avec repères embarqués (pastilles sur le tableau de bord si voiture par exemple) et/ou accéléromètre pour situer l'axe de visée de la tête ; c'est la direction de déplacement du système GPS qui déterminera la direction du corps.
Opérations militaires de troupes au sol Désignation précise en temps réel de la direction d'un objet visuel sans aucun contact audio ou visuel entre le pointeur et l'utilisateur. - utilisation de l'azimut pour désigner la direction subjective d'un point particulier (soldat touché à secourir, cible, points de passage d'un cheminement, ...) ; utilisation de l'écart des limites de porte primaire pour la distance ; utilisation d'un pointeur tactile sur le crâne pour faire lever/baisser la tête ; matériel : boussole/accéléromètre/niveau (et/ou centrale inertielle) (pour angle tête/plan terre).
Evolution à pied, en ski, en vélo, en voiture ... dans un environnement cartographié Ski : descente ou slalom géant porte primaire : limites droite et gauche + azimut ; porte secondaire : direction ; - limites d'évolution droite et gauche ; points particuliers : corde, bosses, sauts, verglas ... - matériel : caméras avec repères par exemple sur des piquets, boussole, accéléromètre en option. Athlétisme : course à pied en couloir - porte primaire : limites droite et gauche + azimut ; 5 - limite gauche d'évolution ; - points particuliers : ligne d'arrivée, repères de relais, approche de relayeur à venir, haies - matériel : boussole, direction du corps direction de mouvement.
10 Véhicule sur circuit - porte primaire : limites droite et gauche + azimut ; - porte secondaire : direction ; - limites gauche et droite d'évolution ; - points particuliers : points de freinage, points de 15 braquage, points de corde ; - matériel : boussole, direction du corps direction du véhicule. Véhicule dans la circulation Idem au véhicule sur circuit + gestion des 20 éléments variables de l'environnement. 2 roues sur circuit - porte primaire : limites droite et gauche + azimut ; - porte secondaire : direction ; - limites gauche et droite d'évolution ; 25 - points particulier : points de freinage, points de braquage, points de corde ; - matériel : boussole, direction du corps direction du véhicule. Sport d'équipe (par exemple, basket) 30 - désignation du ballon : porte primaire + hauteur (distance éventuellement affinée grâce à une jauge sonore) ; - désignation du panier : direction et distance, puis direction et hauteur quand proximité ; - désignation des limites gauche-droite et avant-arrière (en temps réel selon la position du corps) ; 5 - désignation des coéquipiers directs ; - désignation des adversaires directs. Guidage mains libres dans un environnement quelconque (tel que métro, magasin, entrepôt, hôtel, aéroport, etc.) 10 15

Claims (4)

  1. REVENDICATIONS1 - Ensemble environnement et interface de stimulation tactile de guidage sur une trajectoire (1) dans l'environnement, l'interface de stimulation tactile de guidage (1) comprenant une cartographie (2a) de l'environnement, l'environnement comprenant au moins un objet, caractérisé par le fait que l'interface de stimulation tactile de guidage (1) comprend : - une mémoire (2) dans laquelle est stockée la cartographie (2a) ; - un moyen de calcul en temps réel (6) ; - un moyen de détermination de position d'un utilisateur (3) ; - un moyen de détermination d'azimut réel de l'utilisateur (4) ; - un moyen d'indication par stimulation tactile de la position de l'au moins un objet (7), ledit moyen d'indication par stimulation tactile de la position de l'au moins objet (7) étant commandé par le moyen de calcul en temps réel (6) en fonction de la cartographie (2a) stockée dans la mémoire (2), d'informations de position de l'utilisateur provenant du moyen de détermination de position (3) et/ou d'informations d'azimut réel de l'utilisateur provenant du moyen de détermination d'azimut réel (4) ; et - un moyen d'indication par stimulation tactile de l'azimut de l'au moins un objet (8), ledit moyen d'indication par stimulation tactile de l'azimut de l'au moins un objet (8) étant commandé par le moyen de calcul en temps réel (6) en fonction de la cartographie (2a) stockée dans la mémoire (2), d'informations de position de l'utilisateur provenant du moyen de détermination deposition (3) et/ou d'informations d'azimut réel de l'utilisateur provenant du moyen de détermination d'azimut réel (4).
  2. 2 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'interface de stimulation tactile de guidage (1) comprend en outre un moyen d'indication de distance de l'au moins objet (9) par rapport à l'utilisateur, ledit moyen d'indication de distance de l'au moins un objet (9) étant commandé par le moyen de calcul en temps réel (6) en fonction de la cartographie (2a) stockée dans la mémoire (2), d'informations de position de l'utilisateur provenant du moyen de détermination de position (3) et/ou d'informations d'azimut réel de l'utilisateur provenant du moyen de détermination d'azimut réel (4).
  3. 3 - Ensemble selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait que l'interface de stimulation tactile de guidage (1) comprend en outre un moyen d'indication de limite d'environnement (10), ledit moyen d'indication de limite d'environnement (10) étant commandé par le moyen de calcul en temps réel (6) en fonction de la cartographie (2a) stockée dans la mémoire (2), d'informations de position de l'utilisateur provenant du moyen de détermination de position (3) et/ou d'informations d'azimut réel de l'utilisateur provenant du moyen de détermination d'azimut réel (4).
  4. 4 - Ensemble selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le moyen de détermination de position (3) est un GPS (3a), Galileo ou Glonass, et/ou une ou plusieurs caméras (3b, 13a, 13b, 42a, 42b), de préférence à infrarouge (IR), lesdites caméras (3b, 13a, 13b, 42a, 42b) étant aptes à repérer des objets de l'environnement de telle sorte que le moyen de calcul entemps réel (6) puisse déterminer la position de l'utilisateur à l'aide de la cartographie (2a). - Ensemble selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le moyen de détermination 5 d'azimut réel (4) est une boussole électronique (4a) ou centrale inertielle positionnée sur la tête de l'utilisateur. 6 - Ensemble selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'interface de stimulation 10 tactile de guidage (1) comprend en outre un ou plusieurs accéléromètres (5), le ou les accéléromètres (5) pouvant être inclus le cas échéant dans la centrale inertielle. 7 - Ensemble selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le moyen d'indication par 15 stimulation tactile de la position de l'au moins un objet (7) est un outil tactile (13, 22) positionné sur une partie du corps de l'utilisateur, et le moyen d'indication par stimulation tactile de l'azimut de l'au moins un objet (8) est un autre outil tactile (12) positionné sur une partie 20 du corps de l'utilisateur. 8 - Ensemble selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé par le fait que le moyen d'indication de distance de l'au moins un objet (9) est un outil tactile (13) positionné sur une partie du corps de l'utilisateur 25 et/ou un outil sonore. 9 - Ensemble selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé par le fait que le moyen d'indication de limite d'environnement (10) est un outil tactile (25) positionné sur une partie du corps de l'utilisateur et/ou 30 un outil sonore. - Ensemble selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisé par le fait que le ou lesoutils sonores sont un casque audio ou un ou plusieurs haut-parleurs (44a, 44b). 11 - Ensemble selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que l'au moins un objet est une porte primaire de trajectoire (34), caractérisée par une limite gauche (34a), une limite droite (34b) et un azimut (34c), l'azimut (34c) de la porte primaire (34) correspondant à la direction de passage de la porte primaire (34) par l'utilisateur. 12 - Ensemble selon la revendication 11, caractérisé par le fait que l'environnement comprend en outre un objet de porte secondaire de trajectoire (35), correspondant au point de passage suivant le point de passage de la porte primaire (34), la porte secondaire (35) devenant la nouvelle porte primaire après le passage de la porte primaire antérieure (34). 13 - Ensemble selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que l'environnement comporte en outre un ou plusieurs objets de bordure d'environnement 20 (32, 33), de préférence une bordure de limite gauche (32) et une bordure de limite droite (33). 14 - Ensemble selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que l'environnement comporte en outre un ou plusieurs objets de repère (36, 37, 38), 25 positionnés préalablement sur la cartographie (2a) ou à la volée dans l'environnement. 15 - Ensemble selon l'une des revendications 7 à 14, caractérisé par le fait que chaque outil tactile (12, 13, 22, 25) est l'un parmi : 30 - un ou plusieurs pointeurs (18) en contact avec une partie du corps de l'utilisateur, notamment des roues de contact (18b), coulissant sur une glissière (17) ;- des cellules vibrantes (15, 24, 27, 28, 29a, 29b, 29c) en contact avec une partie du corps de l'utilisateur ; - des mini-vérins actionnés par électromagnétisme, air ou liquide afin d'être en contact avec un partie du corps de l'utilisateur ; ou - des points de pression actionnés par gonflage de poches. 16 - Ensemble selon l'une des revendications 7 à 15, caractérisé par le fait que chaque outil tactile (12, 13, 22, 25) est positionné sur la tête, le cou, le torse, 10 les bras et/ou les jambes de l'utilisateur. 17 - Ensemble selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé par le fait que l'interface de stimulation tactile de guidage (1) est apte à être connectée de manière sans fil à des applications spécifiques à l'environnement, 15 telles qu'une application de système de guidage, l'interface de stimulation tactile de guidage (1) recevant en temps réel des informations concernant l'environnement, telles que des modifications de l'environnement, en provenance des applications spécifiques à l'environnement. 20
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