FR3064801A1 - Simulateur de manipulation de dispositif d’extinction d’incendie - Google Patents
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Abstract
Simulateur (1) de manipulation de dispositif d'extinction d'incendie (D1), comprenant un premier dispositif factice (D1) d'extinction d'incendie doté d'une lance factice (L1) et d'au moins un actionneur (A1). Le simulateur (1) comporte également : - un dispositif d'affichage (2) porté par l'utilisateur pour afficher des images (Im), - un dispositif d'estimation d'orientation de ladite lance factice (L1) ; - un calculateur (4) relié fonctionnellement : - audit au moins un actionneur (A1) ; - au dispositif d'estimation d'orientation (5) pour estimer une orientation courante de ladite lance factice (L1) ; et - au dispositif d'affichage (2) pour afficher une image (IM) d'un environnement virtuel dans lequel sont représentés un feu virtuel (6) une lance virtuelle (Lvl) orientée en fonction de l'orientation courante estimée de la lance factice (L1).
Description
® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 064 801 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national : 17 52813
COURBEVOIE © Int Cl8 : G 09 B 9/00 (2017.01), A 62 C 99/00
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
| ©) Date de dépôt : 31.03.17. | © Demandeur(s) : FORMATION CONSEIL SECURITE |
| (30) Priorité : | Société à responsabilité limitée — FR. |
| @ Inventeur(s) : ROCHETIN PHILIPPE et GERIN | |
| SEBASTIEN. | |
| (43) Date de mise à la disposition du public de la | |
| demande : 05.10.18 Bulletin 18/40. | |
| ©) Liste des documents cités dans le rapport de | |
| recherche préliminaire : Se reporter à la fin du | |
| présent fascicule | |
| (© Références à d’autres documents nationaux | ® Titulaire(s) : FORMATION CONSEIL SECURITE |
| apparentés : | Société à responsabilité limitée. |
| ©) Demande(s) d’extension : | © Mandataire(s) : CABINET BOETTCHER. |
V>4) SIMULATEUR DE MANIPULATION DE DISPOSITIF D'EXTINCTION D'INCENDIE.
FR 3 064 801 - A1 )3/) Simulateur (1) de manipulation de dispositif d'extinction d'incendie (D1 ), comprenant un premier dispositif factice (D 1 ) d'extinction d'incendie doté d'une lance factice (L1 ) et d'au moins un actionneur (A1).
Le simulateur (1) comporte également:
- un dispositif d'affichage (2) porté par l'utilisateur pour afficher des images (Im),
- un dispositif d'estimation d'orientation de ladite lance factice (L1);
- un calculateur (4) relié fonctionnellement:
- audit au moins un actionneur (A1 ) ;
- au dispositif d'estimation d'orientation (5) pour estimer une orientation courante de ladite lance factice (L1); et
- au dispositif d'affichage (2) pour afficher une image (IM) d'un environnement virtuel dans lequel sont représentés un feu virtuel (6) une lance virtuelle (Lvl) orientée en fonction de l'orientation courante estimée de la lance factice (L1).
.3
La présente invention concerne le domaine général des simulateurs de manipulation de dispositif d'extinction d'incendie par un utilisateur.
ARRIÉRE PLAN DE L'INVENTION
Plus précisément, l'invention concerne un simulateur de manipulâtion de dispositif d'extinction d'incendie par un utilisateur, le simulateur comprenant au moins un premier dispositif factice d'extinction ri'incendie doté d'une lance factice et au moins un actionneur· actionnable manuel10 lement par l'utilisateur entre un état actif et un état inactif..
Un tel simulateur est décrit· par le document brevet WO20O7117795. Ce: document présente un dispositif· factice d'extinction d'incendie: (en l'occurrence un extincteur fac15 tice) présentant une lance factice portant un émetteur d'un rayon lumineux destiné à générer un impact lumineux sur un écran installé: face à l'utilisateur. Des- capteurs détectent cet impact sur l'écran et en fonction de cette détection font varier un affichage de flammé sur 1'écran.
Ce simulateur est peu réaliste puisque 1'utilisateur doit viser, avec la lance du dispositif factice d'extinction d'incendie, un écran qui est posé au sol devant lui. Il est donc souhaitable d'améliorer le réalisme de la simulation.
OBJET DE L'INVENTION
Un objet rie la présente invention est de proposer un simulateur de manipulation de dispositif d'extinction d'incendie par un utilisateur ayant un réalisme amélioré.
RESUME DE L’INVENTION
A cette fin, il est proposé selon l'invention un simulateur de manipulation de dispositif d'extinction d'incendie par un utilisateur, ce simulateur comprenant au moins un premier dispositif factice d'extinction d'incendie doté d'une lance factice et d'au moins un actionneur actlonnadle manuellement par 1'utilisateur entre un état actif et un état inactif.
Ce simulateur selon l'invention est essentiellement Caractérisé en ce qu'il comporte également :
- un dispositif d'affichage agencé pour être porté par l'utilisateur pour afficher des Images devant les yeux de cet utilisateur,
- un dispositif d'estimation d'orientation de ladite· lance factice dans ledit' environnement· réel où se trouve également le premier dispositif factice d'extinction ;
- un calculateur ;
le calculateur étant relié fonctionnellement :
- audit au moins un actionneur du premier dispositif factice d'extinction d'incendie pour connaître un état courant dans lequel se trouve cet au moins un actionneur parmi ses états actif· et inactif /
- au dispositif' d'estimation d'orientation pour estimer une orientation courante de ladite lance factice dans son environnement réel ; et au dispositif d'affichage pour afficher, u l'attention de l'utilisateur, une image d'un environnement virtuel dans lequel sont représentés· au moins un feu virtuel et au moins une lance virtuelle d'extinction d'incendie orientée dans 1'environnement virtuel en fonction de 1'orientation courante estimée· de la lance factice dans 1'environnement réel.
Ainsi, grâce au dispositif d'affichage qu'il porte, l'utilisateur est immergé -dans un environnement virtuel où se trouve affiché au moins un feu virtuel et au moins· Une lance virtuelle, l'orientation de cette lance virtuelle
3:
dans cet environnement virtuel se faisant en orientant une lance factice qui est un objet physique réel se trouvant dans l'environneirieht réel.
'Comme le premier dispositif factice comporte au moins 5 un actionneur actionnable manuellement par 1'utilisateur, 1'utilisateur a une impression réelle d'actionnement de 1'actionneur du dispositif factice et cet actionnement est détecté par le calculateur pour générer des effets dans l'environnement virtuel. L'effet d'immersion et de réalisme 10 perçu par 1'utilisateur est ainsi amélioré puisqu' il perçoit d'une part des- informations tactiles: et de proprioceptlorï générées par son interaction réelle avec: le premier dispositif factice qu'il manipule réellement et d'autre part des informations affichées dans 1'environnement νινί 5 fuel, via le par le dispositif d'affichage qu'il porte et qui se déplace: donc avec l'utilisateur. Cette impression d'immersion est d'autant plus forte qu'il y a une corrélation entre une orientation· estimée dans 1'environnement réel de la lance du premier dispositif factice et une orien20 ta tien, de la lance virtuelle: affichée dans l'environnement virtuel et que le dispositif d'affichage est tel qu'il masque complètement la vue, par l'utilisateur, de 1 'envi ronnemen t réel.
Ainsi, l'impression de 25 1'utilisateur est améliorée réalisme perçue par par le système selon l'invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres Caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels::
La figure 1 illustre un simulateur selon l'invention comportant plusieurs dispositifs factices d'extinction d'incendie dans un environnement réel où se trouve 1'utilisateur, cet utilisateur tenant en main l'un
S de ces dispositifs factices et portant un dispositif d'affichage couvrant l'intégralité de son Champ de vision pour l'immerger au moins visuellement dans un environnement virtuel ;
- la figure Z 'illustre une image de l'environnement 10 virtuel affiché par le dispositif d'affichage que porte l'utilisateur, une lance virtuelle projette un agent extincteur virtuel à côte d'un feu virtuel ;
- la figure 3 illustre une image· semblable à celle de la figure 2 mais la lance est orientée vers le feu virtuel et proyette sur ce feu virtuel le flux d'agent extincteur virtuel, le calculateur commandant au dispositif d'affichage de modifier 1'apparence du feu virtuel pour symboliser un effet du flux virtuel sur le feu virtuel qui soit similaire· à l'effet qu'aurait un flux réel d'agent ëü20 tincteur sur un feu réel similaire' (ici, le feu virtuel est Un feu d'huile de cuisson et 1'environnement virtuel est une cuisine) ;
- la figure 4 illustre une image d'un environnement virtuel représentant un bâtiment industriel dans lequel se trouve un tableau électrique en feu, 1'utilisateur oriente la lance virtuelle· pour projeter un flux virtuel sur ce feu virtuel (les flammes virtuelles sont ici réduites sous l'effet du flux) ;
- la f igure 5 illustre l'armoire électrique de la f i30 gure 4 alors: que l'utilisateur, avant extinction complète du feu virtuel, décide: réorienter la lance dans une direction autre: -que celle où se trouve le feu 'Virtuel, on cons3064801 tate que le calculateur commande l'affichage d'un feu virtuel plus important que celui de la figure; 4 (1'utilisateur sait que son action sur le feu virtuel a été insuffisante et- qu'il doit réorienter le flux vers le feu virtuel pour tenter de l'éteindre) ;
- la figure 6 illustre un logigramme montrant une succession d'étapes suivies lors de l'utilisation du simulateur selon l'invention par; un utilisateur.
DESCRIPTION DETAILLEE Dl L'INVENTION 10 Comme indiqué précédemment, l'invention concerne un simulateur 1 de manipulation d'au moins un dispositif d'extinction d'incendie Dl, D2, 03, 04, 05 par un utilisateur U.
Gomme illustré sur la figure 1, le simulateur 1 Côm15 prend au moins un premier dispositif factice d'extinction d'incendie Dl doté d'une lance factice El et d'an moins un actionneur Al actionnable manuellement par 1'utilisateur entre un état actif et un état inactif.
Le simulateur comporte aussi d'autres: dispositifs 20 factices d'extinctions: d'incendie 02, 03, D4, 05 similaires au premier dispositif Dl.
Chacun de ces autres: dispositifs factices d'exfinetion d'incendie D2 à D5 comporte :
- au moins: sa propre lance factice E4, L5 (ici seules 25 les lances Ll, L4, L5 des dispositifs Dl, 04, 05 sont représentées:) ; et
- au moins son propre actionneur A2, A3, A4, AS :actionnable manuellement par 1 'utilisateur 0 entre un état actif et un état inactif.
Chacun des dispositifs factices d'extinction d'incendie Dl, 02, D3), D4, 05 porte un moyen de son identification par un calculateur 4 (par exemple un code visible
G sur des marqueurs optiques portés par chacun de dispositifs factices peut être utilisé pour identifier chacun de ces dispositifs D1-D5).
Le simulateur 1 comporte également un dispositif 5 d'affichage 2 agencé pour être porté par l'utilisateur 0 pour afficher des- images· devant les yeux de cet utilisateur tout en couvrant l'intégralité de son champ de vision pour masquer 1'environnement réel entourant l'utilisateur. En 1'occurrëncê, ce dispositif d'affichage 2 est- un visio10 casque en relation avec un ou plusieurs logiciels· de réalité· virtuelle exécutés par le calculateur 4 pour afficher une image d'environnement virtuel face aux yeux de l'utilisateur. Le dispositif d'affichage 2 est tel que lorsqu'il est porté par 1'utilisateur U, ce dernier ne peut observer 1'environnement réel dans lequel il se trouve mais il peut uniquement observer l'image affichée par le dispositif d'affichage 2.
Le simulateur 1 comporte· aussi un dispositif d'estimation d'orientation de ladite·· lance factice Ll du dispositif Pl dans ledit environnement réel 3 où se trouve ce premier dispositif factice d'extinction Dl.
L'estimation d'orientâtion de la lance· f act ice Ll dans l'environnement réel peut se faire par exemple par estimation de 1'orientation de la lance factice· par rapport à un repère réel dont l'origine se trouve dans 1'environnement réel.
Le calculateur 4 est relié fonctionnellement à ce dispositif d'estimation d'orientation 5 pour an moins estimer une orientation courante de ladite lance factice' Ll dans son environnement réel 3.
Le dispositif d'estimation d'orientation 5 et le calculateur sont aussi agencés pour estimer les positions cou3064801 rantes et orientations courantes de chacune des lances factices Ll, L4, L5 des differents dispositifs factices Dl, D2, D3, 04 T D5 dans 1'environnement réel 3 .
Gomme on le voit -sur la figure 1, certains au moins 5 des dispositifs factices d'extinction d'incendie·, en 1'occurrence, les dispositifs Dl à 04 présentent chacun un corps au-dessus duquel est reliée la lance fictive Ll, L4.
Chaque corps Cl, C2, C3, G4 présente un volume de plusieurs' litres· et une masse de plusieurs kilos pour simu10 1er, de manière aussi réaliste que possible, une réserve pleine d'agent extincteur réel d'un volume similaire. On cherche ici à ce que l'utilisateur saisissant l'un quelconque des dispositifs Dl à D5 ait- une impression de proprioception. identique à celle qu'il aurait s'il portait un dispositif d'extinction d'incendie réel et de meme taille et dimensions que· le dispositif factice. Pour cela, le corps d'un dispositif factice peut être lesté.
Le dispositif d'estimation d'orientation 5 et le calculateur 4 sont aussi préférentiellement agencés pour· esti20 mer, pour chaque corps· donné Cl à C4 de dispositif factice Dl à D4 présent et identifié dans- l'environnement réel 3 , une orientation courante et une position courante propre à ce corps donné- dans· 1' environnement réel 3.
Le dispositif d'estimation d'orientation 5 de chaque lance Ll à L5 comporte des· marqueurs de lances, en l'occurrence, chaque lance porte au moins- un marqueur optique qui lui correspond.
Le dispositif d'estimation d'orientation S des lances factices comporte aussi des- capteurs optiques· reliés fonc30 tionnellement au calculateur 4 pour permettre au calculateur 4 de déduire la position et l'orientation de chacune des lances il, L4, L5 dans l'environnement réel.
Le simulateur 1 comporte aussi un dispositif de détection 9 de position de main(s) 8 de 1'utilisateur U dans
1'environnement réel 3 relié fonctionnellement audit calculateur 4.
Ce dispositif de détection de position 9 de main(s) 8 comporte des marqueurs de mains respectivement agencés pour être portés sur les mains rie l'utilisateur 0. Ces marqueurs de mains peuvent par- exemple·, comme illustré à la figure 1, être fixés sur des gants que porte- 1'utilisateur.
Des capteurs optiques 9a disposés dans l'environnement réel 3 peuvent être reliés fonctionnellement au calculateur 4 pour déduire (par observation des marqueurs situés dans l'environnement réel) les positions et orientations courantes/ respectives des objets qui por15 tent des' marqueurs optiques comme c' est le cas: de la ou des mains 8, de la ou les lances Ll, L4, US, du ou des corps Cl à C4 et éventuellement du dispositif· d'affichage 2.
Les capteurs optiques 9a sont par exemple des capteurs de caméras infrarouge placées dans 1'environnement réel 3, autour de l'utilisateur et des dispositifs- DI à D5 pour repérer les positions des marqueurs dans l'environnement réel et en déduire les- 'positions et orientations des objets (mains, lances, corps) ainsi marquées.
Ces marqueurs optiques (symbolisés sur la figure 1 par des points) peuvent être réalisés avec des marqueurs réfléchissants de rayonnements et/ou par des leds émettrices: telles que des leds infrarouges: fixées sur les objets: à repérer.
L'en au moins- des capteurs optiques 10 peut être:
3:0 agencé pour ne capter que la position et l'orientation du dispositif d'affichage 2. Ceci permet d'utiliser des 'moyens: de localisation 10 spécifiquement dédiés aux dispositifs d'affichage et d'autres moyens de localisation spécifiquement dédiés atx autres objets a localiser.
L'observation des marqueurs avec des capteurs optiques 9 a, 10 permet au calculât eut 4 qui est relié fonctionnellement a ces capteurs optiques Sa, 10 d'estimer / repérer les positions et orientations respectives de chaque objet marqué présent dans 1'environnement réel 3.
On utilise ici ;
- les réflexions émises par les marqueurs portés par les dispositifs Dl à D5 et par les mains 8 pour en identifier les: positions / orientations respectives de ces objet via les capteurs optiques 9 a des caméras infrarouge ; et
- les rayonnements infrarouges émis par les léds fixées sur le visiocasque 2 pour en déduire la position et l'orientation de la tête de l'utilisateur 0 dans l'environnement réel 3- via le capteur de la caméra 10.
Le calculateur 4 est aussi relié fonctionnellement au dispositif d'affichage 2, en l'occurrence au visiocasque en relation avec· lés· logiciels de réalité virtuelle, pour afficher, à l'attention de 1'utilisateur, une image d'un environnement virtuel IM dans lequel sont représentés au moins un feu virtuel 6 et au moins une lance virtuelle Lvl d'extinction d'incendie orientée dans l'environnement virtuel en fonction de 1'orientation courante estimée de la lance factice L1 correspondante dans l'environnement réel.
Gomme illustré aux figures 2 à 5, ce calculateur 4 est aussi agencé pour :
faire varier une orientâtion d'Observation de l'environnement virtuel en fonction dé 1'orientâtion courante du dispositif d'affichage 2 dans 1'environnement réel 3 ; et/ou pour
- commander l'affichage dans l'image IM d'au moins ίο une main virtuelle ;8v dont la position dans l'environnement virtuel est fonction de la position détectée de main 8 de l'utilisateur U dans l'environnement réel 3.
Le réalisme de l'immersion est amélioré car le calcu5 lateur 4 est relié fonctionnellement au dispositif de détection d'orientation 10 du dispositif d'affichage, pour recevoir des informations représentatives des- mouvements de la tête; dans l'environnement réel et en déduire une position d'observation et une orientation d'observation de
1'environnement virtuel correspondante
En fonction· de la position et de l'orientation d'observation dans l'environnement réel estimées Via le dispositif de détection d'orientation 10 du dispositif d'affichage 2, le calculâteür 4 transinet des données repré15 sentatives d'une image IM de 1 'environnement virtuel à afficher, cette image IM étant observée suivant des position et orientation d'observation virtuelle similaire à celles estimées; dans l'environnement réel .
L'Utilisateur U peut changer la position et l'orientation d'observation dans l'environnement virtuel en déplaçant simplement sa tête et par conséquent le dispositif d'affichage dans l'environnement réel.
Pour affiner la qualité de la détection de position et orientation du dispositif d'affichage dans l'environnement réel 3, on; peut aussi faire en sorte que· le dispositif de détection d'orientation 10 comporte un gyroscope couplé; à un accéléromètre mécaniquement assujetti au dispositif d'affichage 2. On a ainsi une détection des mouvements; du dispositif d'affichage sur six axes, trois axes de rotation et trois axes de positionnement.
Préférentiellement, le calculateur 4 est aussi agencé pour positionner ladite main virtuelle· 8v par rapport à; la lance virtuelle Lvl correspondant au dispositif, factice utilisé Dl en fonction rie la position courante de la lance factice L1 utilisée· dans If environnement réel 3 et de la position détectée· rie la main 8 de l'utilisateur 0 dans 1'environnement réel 3:.
Le calculateur 4 est aussi agencé pour commander au dispositif d'affichage 2 d'afficher dans l'image d'environnement virtuel IM, des corps virtuels chacun représentatif d'un des corps Cl, C2, C3, C4 des dispositifs factices correspondants. Chaque corps virtuel est dans une position et une- orientation courante qui lui est propre et qui est définie en fonction de l'orientation estimée et de la position estimée du corps- de dispositif factice qui lui correspond dans l'environnement réel 3.
Ainsi, l'utilisateur U a, dans 1'environnement virtuel où il est immergé·, une représentation des dispositifs factices Dl à D5 qui 1'entoure avec une représentation virtuelle des lances et corps factices dans les positions et orientations virtuelles qui correspondent sensiblement aux positions et orientations réelles de ces lances et corps dans 1'environnement réel 3.
L'utilisateur peut ainsi associer à chaque dispositif d'extinction virtuel qu'il a l'impression de saisir dans l'environnement virtuel, un dispositif d'extinction fictif correspondant et réellement saisi dans l'environnement réel et il associe alors au dispositif d'extinction virtuel qu'il a l'impression de saisir dans l'environnement virtuel des impressions de dimensions, de forme, rie 'masse, de position et d'orientation qu ' il ressent réellement par la saisi réelle du dispositif' d'extinction fictif' correspondant dans 1 'environnement réel.
L'effet d'immersion dans l'environnement virtuel est ainsi encore plus réaliste pour 1/utilisateur.
Le calculateur 4 est aussi relié fonctionnellement audit au moins un actionneur Al du premier dispositif factice Dl d'extinction d'incendie pour connaître^ Un état courant dans lequel se trouve cet au moins un actionneur Al parmi ses états actif et inactif/.
Le calculateur 4 est- aussi relié: fonctionnellement à chacun des actiormeurs A2, A3, A4, AS pour connaître· un état courant dans lequel se trouve chacun de ces action10 neurs parmi leurs états respectivement actif ou inactif.
L'état dans lequel se trouve un actionneur Al, A2, A3, A4, AS peut être l'état actif ou l'état inactif ou éventuellement un état partiellement actif indiquant un degré d'actionnement de 1'actionneur.
L'actionneur Al du premier dispositif Dl comporte un premier capteur adapté pour mesurer une valeur représentative d'un déplacement d'une partie mobile de cet au moins un actionneur Ai par rapport à un autre élément mécanique du premier dispositif factice Dl.
Le calculateur 4 est adapté pour commander au dispositif d'affichage 2 d'afficher dans l'image d'environnement virtuel un flux virtuel 7 d'agent extincteur sortant de la lance virtuelle Lvl lorsque ledit au moins un actionneur Al est en état actif.
Le calculateur 4 est aussi adapté à faire varier l'orientation du flux virtuel 7 dans l'image de
1'environnement virtuel IM en fonction de l'orientation courante estimée de la lance factice L1 dans
1'environnement réel 3/.
Le calculâteur 4 est aussi adapté pour que lorsque ledit au moins un actionneur Al est en -état inactif alors la lance· virtuelle^ Lvl est représentée sans ledit f lux vit3064801 tue! 7 sortant de la lance virtuelle.
Préférentiellement, le calculateur est aussi adapté à faire varier des dimensions d'un flux virtuel 7 dans 1'image virtuelle IM en fonction de ladite· valeur mesurée par le premier capteur.
De même, chaque actionneur A2, A3, A4, AS de chaque dispositifs factices du système qui est relié fonctionnellement au calculateur 4 utilise un capteur qui lui est propre- pour mesurer une valeur représentative d'un déplace10 ment d'une partie mobile de cet actionneur donné A2, A3, A4, AS par rapport à un autre élément mécanique du dispositif factice correspondant D2;, D3, D4, D5.
Chacun de ces capteurs communique avec le calculateur 4 pour 1'informer des valeurs mesurées par lès capteurs via un réseau de communication avec ou sans fil.
En 1'occurrence, une partie mobile peut être une gâchette· ou un levier mobile par rapport à une poignée du dispositif' factice Dl, D2, D3, D4, D5, cette poignée étant par exemple montée sur la lance ou sur un corps factice d'agent extincteur. Ainsi, chaque actionneur Ai à A5 est commandé manuellement via un levier ou une gâchette portée sur le dispositif factice d'extinction d'incendie correspondant .
On note que l'un des dispositifs factices DS est une lance sensée être reliée à un réseau armé. A cette fin, ce dispositif factice D5 comporte un autre actionneur A6 relié à un robinet· factice d'armement du dispositif D5 manipülable par 1'utilisateur pour faire passer' cet actionneur A6 entre des états· actif s et inactif s. Cet- actionneur est ans30 si associé à des marqueurs pour que sa position dans 1'environnement réel soit estimée et que le calculateur 4 puisse commander 1'af f ichage d'une représentation co-rres3064801 pondante dans l'image IM de 1'environnement virtuel.
Les liaisons fonctionnelles décrites dans la présente demande peuvent être filaires ou sans fil avec une préférence pour des liaisons sans fils entre les capteurs et le calculateur et entre- le dispositif d'affichage 2 et le calculateur 4.
Pour encore améliorer le réalisme du simulateur Ï, on peut faire en sorte que le calculateur 4 soit relié fonctionnellement à une base d'états indiquant pour certains au moins des dispositifs· d'extinction factices· donnés· Di, D2, D3, Dl, D5 détectés pat lé calculateur, une durée maximale d'actionneffiênt autorisée propre à ce dispositif d'extinction factice donné.
•Ceci est appliqué· à tous les dispositifs DI, D2, D3,
D4 qui ont un corps sensé contenir un volume limité d'agent extincteur. Ceci ne s ' applique pas forcément à une lance d'incendie D5 reliée à un réseau armé alimenté en permanence en agent extincteur.
De calculateur décompte, pour chaque dispositif d' extinction factice donné Di, D2, D3, D4, D5 détecté par le calculateur 4, une durée totale où 1'actionneur Al, A2, A3, A4, AS de ce dispositif d'extinction est à l'état actif et lorsque cette· durée totale passe la dutée maximale propre à ce dispositif d' extinction factice· donné, alors le calculateur 4 commande au dispositif d'affichage 2 de représenter la lance virtuelle Lvl du dispositif d'extinction virtuel correspondant sam ledit flux virtuel 7 sortant de cette lance- virtuelle et cela même si 1'actionneur du dispositif factice donné DI, D2, D3, D4, D5 est toujours à
1'état actif.
D'utilisateur U sait alors qu'il a consommé toute la quantité virtuelle d'agent extincteur allouée· au dispositif virtuel d'extinction qu'il utilise dans l'environnement virtuel.
Connaissant des caractéristiques descriptives du flux virtuel 7 et du feu virtuel 6, le calculateur 4 estime si le flux virtuel 7 reçu sur le feu virtuel 6 a été suffisant ou non pour éteindre ce feu virtuel 7.
Si le calculateur déduit que le feu virtuel est éteint alors il commande l'affichage de l'image de l'environnement virtuel sans feu virtuel.
A contrario, si le calculateur 4 déduit que le feu virtuel 6 ne doit pas être éteint alors- il commande l'affichage de l'Image de 1'environnement virtuel avec un feu virtuel 6.
Si le feu virtuel 6 est éteint sur l'image IM affichée, alors 1'utilisateur peut considérer qu'il a réussi l'exercice et un son signalant ce succès peut être généré par des haut-parleurs 2 b préférentiellement porté par le dispositif d'affichage 2.
A contrario, si le feu virtuel 6 est toujours présent dans l'image de l'environnement virtuel IM alors·, l'utilisateur U sait qu'il a échoué à l'exercice ou qu'il doit poursuivre l'exercice à l'aide d'un autre dispositif d'extinction virtuel présent dans l'environnement virtuel et associé à un autre dispositif d'extinction factice Di, D2, D3, D4, D5 présent dans l'environnement réel.
Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le calcuiatéür 4 -est couplé- fonctionnellement à une base de données· d'environnements contenant des groupes- de données distincts les uns des autres, chaque groupe de données donné, lorsqu'il est exécuté par le calculateur, induit l'affichage d'images: d'un environnement virtuel propre à ce groupe de données donné et différent d'images de l'environnement virtuel propre à un autre desdits groupes de données -de* la base de données.
le calculateur est aussi couple à un moyen de sélection du groupe de données devant être exécuté par le calcu5 lateUr. Ainsi, 1'utilisateur peut se projeter dans des environnements· virtuels· différents où il Verra toujours les mêmes dispositifs virtuels d'extinction d'incendie gui correspondent à aux dispositifs DI à D5 placés dans 1 'environnement réel.
Ceci permet de confronter 1'utilisateur à différents sites préalablement enregistrés alors qu'il n'a pas changé d'environnement réel.
L'environnement réel peut être une salle· de réunion d'une dizaine de mètres- carrés alors que l'environnement virtuel affiché peut être une cuisine où se trouve un feu d'huile (comme sur les figures· 2 et 3) ou une usine ou se trouve une armoire électrique* en feu (comme sur les figures 4 et 5 ) .
Le s imulateur 1 selon 1 ' invention peut aussi être utilisé pour confronter 1'utilisateur à différents scénarios d'incendies.
On sait par exemple qu'il existe plusieurs classes de feux réels dont des feux :
- de classe A (feu de matière solide, généralement de nature organique, le combustible étant par exemple papier, bois, cartons textiles naturels, végétaux) ;
- de classe B (feux de liquides ou solides liquéfiables, le combustible étant par exemple un hydrocarbure, alcool, solvant, paraffine*, polystyrène) ;
- classe* G ('feux de* gaz, le combustible étant par exemple du gaz naturel, propane, butane, GPL, acétylène) ;
- de classe D (feux de métaux, le combustible étant par exemple de la limaille de fer, poudre d'aluminium, uranium, sodium, titane?) ;
- de classe E (feux d'auxiliaires de cuisson, le combustible ?étaht par' exemple? une huile / graisse d'origine animale ou végétale associée à un appareil de ouisson) ;
- de classe? feux d'origine électrique d'appareils ou installations électriques sous tension.
On sait- qu' il existe aussi plusieurs types d'agents extincteurs correspondant :
- De l'eau en jet pulvérisé? pour traiter les feux de classes A et ne devant pas? être utilisé pour les? feux de classes B, G-, D, F, électrique y
De l'eau plus un additif en jet pulvérisé peur traiter les feux de classes A et éventuellement de classe B et? ne devant pas être Utilisé· pour les feux de classes C, D, F, électrique ;
Une poudre polyvalente pour traiter les? feux de classe B?, C et éventuellement A, et ne -devant pas- être utilisé pour· lès feüx de classe D, F ou électrique ;
- Du dioxyde de carbone (GO2?) pour traiter les feux de classes? B, C, F et électrique et éventuellement pour les feux de classe A où des braises peuvent entraîner une reprise de feu ;
Une poudre spécifique (sable, ciment, terre) pour traiter uniquement des feux? de classes B (en nappe) et D,
Dans le? cadre d'une simulation réaliste, il est donc souhaitable de confronter 1'utilisateur à plusieurs scénarios où il devra reconnaitre la classe de feu associée au feu virtuel., choisir le dispositif d'extinction factice le mieux adapté à ce feu et enfin utiliser ce dispositif factice de manière à ce que le dispositif virtuel correspondant dans 1'environnement virtuel soit dirigé de manière adéquate vers le feu virtuel pour l'éteindre.
A cette £inr il est· proposé selon un mode de réalisation préféré de l'invention que le calculateur 4 soit couplé â une base de données· de plusieurs scénarios prédéfi5 nia, chacun de ces scénarios prédéfinis étant tel que, lorsqu'il est exécuté par le calculateur 4, le calculateur 4 génère dans l'environnement virtuel af f iché, un déroulement de scénario propre au scénario exécuté et variant en fonction de 1'identité du dispositif factice d'extinction identifié par le calculateur (à l'aide du moyen de Son identification par le calculateur·) et dont 1'actionneur Al, A2, A3, A4, A5 est actionné manuellement par 1'utilisateur (U) .
Ainsi, le scénario exécuté par le; calculatenr 4 évo15 lue de manière différente selon que 1'utilisateur actionne un actionneur d'un dispositif factice d'extinction ayant une première identité plutôt que 1'actionneur d'un autre des- dispositifs factices d'extinction ayant une autre identité.
Cette caractéristique de l'invention permet d'adapter
Le scénario se déroulant dans 1'environnement virtuel à des phénomènes· réels sur feu réel qui dépendent de la nature· du dispositif· réel d'extinction et de l'agent extincteur qu'il contient.
Plus particulièrement, le déroulement de scénario propre au scénario exécuté peut impliquer une durée de projection minimale de flux Virtuel 7 d'agent extincteur sur le feu virtuel 6 avant extinction de ce feu virtuel &, Cette durée de projection minimale peut être variable au moins en fonction de l'identité du dispositif factice d'extinction actionné par l'utilisateur et préférentiellement en fonction de l'orientation de la lance virtueXle par rapport feu virtuel affiché dans l'environnement virtuel et /ou préférentiellement en fonction de la position de la lance virtuelle par rapport feu virtuel affiché dans 1'environnement virtuel.
Chaque scénario de la base de scénarios définit au moins un type de feu virtuel à éteindre '(avec sa classe de feu) et plusieurs dispositifs d'extinction virtuels donnés mis à la disposition de 1'utilisateur dans l'environnement virtuel:, chacun de ces dispositifs d'extinction virtuels correspondant à l'un des dispositifs d'extinction factices présente dans l'environnement réel et identifies par le calculâteux.
Idéalement, l'effet d'un flux 7 projeté dans 1'environnement virtuel est défini par le calculateur en fonction d'une base de connaissance prédéterminée à laquelle le: calculateur est relié fonctionnellement. La base de connaissance indique des caractéristiques de chaque dispositif d'extinction factice identifié par le calculateur, en l'occurrence au moins sa durée maximale d'usage g©s'il sible, un type d'agent extincteur choisi parmi les types précités et éventuellement des caractéristiques de forme du flux généré, une plage de distance optimale d'utilisation par rapport à un feu.
Selon le scénario choisi et en fonction des Caracté25 ristiques contenues dans la base de connaissânce, le calculateur affiche dans 1'environnement virtuel des effets représentatifs: d'une situation réelle similaire.
Ainsi, si le feu traité est un feu de classe B (feu d'huile) et que le dispositif d'extinction factice utilisé par l'utilisateur est de type eau, le calculateur suivant les indications de la base de connaissance: affichera des projections d'huile et éclaboussures impliquant un risque de sur accident.
A contrario, si 1'utilisateur utilise un extincteur factice de type poudre polyvalente·, le calculateur affichera une flamme se réduisant progressivement, et la création d'un nuage de pondre (une visibilité très diminuée)'.
Il va maintenant être présenté en référence à la figure 6, le déroulement type d'une séance de simulation utilisant· le simulateur selon 1'invention.
A l'étape El, on installe les éléments constitutifs 10 du simulateur dans une salle quelconque telle une salle de réunion (le calculateur, les dispositifs Dl à D5, le vidéocasque et les capteurs optiques f caméras et marqueurs sont positionnés).
A l'étape E2, 1'utilisateur 0 s'équipe du vidéocasque 15 et des gants ou sangles portants les marqueurs sur les mains. Les positions et orientât ions des· différents marqueurs et les états des différents actionneurs dans l'environnement réel sont estimés par le calculateur. Les' identités respectives des dispositifs factices sont aussi détectées. Ün scénario· de séance est sélectionné dans une base de scénarios.
A 1'étape E3 une image d'environnement virtuel IM est projetée sur le vidéocasque et l'utilisateur est immergé dans 1'environnement virtuel sélectionné dans la base de scénario ;
A l'étape E4 l'utilisateur voit :
- des mains virtuelles dans des positions et orientations représentatives de celles de ses mains réelles ;
- la pièce de l'environnement virtuel avec· ses cons30 tituants (stock de carton, bureau,, chaufferie, armoire élec trique..,) ;
- des dispositifs d'extinction virtuels qui cornes3064801 pondent aux dispositifs factices présents dans l'environnement réel (extincteur à eau, CO2 , poudre...) ; et éventuellement·
- un arrêt d'urgence virtuel.
A l'étape ES, un feu virtuel est généré dans l'environnement Virtuel suivant le scénario sélectionné.
A l'étape E6, l'utilisateur utilise un des· dispositifs factices de 1'environnement réel pour sélectionner un dispositif virtuel oorrespondant dans l'environnement virtuel puis il actionne à l'aide de son actionneur.
Si le dispositif virtuel sélectionné n'est pas le bon selon le scénario, alors on se· trouve à l'étape E7a.
A l'étape 7b, 1'utilisateur actionne l'actionneur de ce dispositif et observe·· dans l'environnement virtuel une projection de flux 7 d'agent extincteur dans une direction déterminée en fonction de 1'orientation donnée à la lance dans 1'environnement réel. Les effets de cette projection sont, affichés suivant des effets prédéfinis dans la base· de connaissance (atténuation de la flamme, déplacement de la flamme·, explosion, nuage de poudre..,) .
A 1'étape E10 le feu virtuel n'est pas éteint. Selon le scénario, 1'utilisateur constate dans l'environnement virtuel des dégâts associés au choix du mauvais dispositif d'extinction, une augmentation des flammes,· une reprise de feu.
A l'étape E8 1'utilisateur actionne uniquement un arrêt d'urgence visible dans 1'environnement Virtuel et en fonction du scénario, cela conduit, soit à l'étape E10 ou le feu n'est pas éteint soit à l'étape E9c où l'on considère que cette action est suffisante pour éteindre le feu virtuel. 'Ici l'arrêt d'urgence peut actionner un système automatique d'extinction d'incendie et/ou une alarme audible via le haut-parleur 2 b.
Il est à noter que des: moyens sonores reliés audit calculateur 4 peuvent générer une ambiance sonore à l'attention de 1'Utilisateur qui correspond au déroulement du scénario.
A l'étape E9a, 1'utilisateur a choisi le bon dispositif, o'est-à-dire celui dont le type d'agent extincteur correspond, selon la base de connaissance, â la classe de feu virtuelle définie dans la base de scénario.
Ά l'étape E9b, i'utilisateur actionne 1'actionneur du dispositif choisi et un flux virtuel est affiche, comme précédemment décrit en référence à l'étape E 7 b.
A l'étape E9c, on décompte une durée: de projection sur le feu virtuel. Si dette durée est insuffisante et/ou si là position et l'orientation du f lux ne sont pas adaptées: selon la base de connaissance pour ce feu virtuel, alors, on passe: à l'étape EIQ où le feu virtuel reste affiché.
A contrario, si la durée de projection est suffisante: et si la position et 1'orientation du flux sont conformes à la base de connaissance pour ce- feu virtuel alors on passe à l'étape Ëll où le feu est éteint.
La simulation est un succès et l'utilisateur a la sensation d'avoir vécu: et traité correcteitient un incendie réel.
Claims (14)
- REVENDICATIONS1. Simulateur (1) de manipulation de dispositif d'extinction d'incendie (DI) par un utilisateur (U), le simulateur (1) comprenant au moins· un premier dispositif fac5 tice ( DI) d'extinction d'incendie doté d'une lance factice (Llj et d'au moins un actionneur (Al) actionnable manuellement par l'uti lisateur (D ) ent re un état actif et un état inactif, caractérisé en ce que le simulateur (1) comporte également :10 - un dispositif d'affichage (2) agencé pour être porté par l'utilisateur pour afficher des· images (Im) devant les yeux de cet utilisateur (U),- un dispositif d'estimation d'orientation de ladite lance factice (Ll) dans ledit environnement réel (3) où se15 trouve également le premier dispositif factice d'extinction (DI) ;- un calculateur (4) ;le calculateur (4) étant relié fonctionnellement '- audit au moins un actionneur (Al) du premier dispo20 sitlf factice (DI) d'extinction d'incendie pour connaître un état courant dans lequel se trouve cet au moins un actionneur (Al) parmi ses états actif et inactif /- au dispositif d'estimation d'orientation (5 ) pour' estimer une orientation courante de ladite lance factice25 (Ll) dans son environnement réel (3) ; et- au dispositif d'affichage (2) pour afficher, à l'attention de l'utilisateur (Ü), une image (IM) d'un environnement virtuel dans lequel sont représentés au moins un feu virtuel (6) et au moins une lance virtuelle (Lvl)30 d' extinction d'incendié orientée dans 1' environnement· virtuel en fonction de l'orientation courante estimée de la lancé factice (Ll) dans l'environnement réel (3).
- 2-, Simulateur (!) de manipulation de dispositif d'extinction d'incendie selon la revendication 1, dans lequel le calculateur (4) est adapté pour commander au dispositif d'affichage (2) d'afficher dans l'image5 d'environnement virtuel un flux virtuel (7) d'agent extincteur sortant de la lance virtuelle (Lvl) lorsque ledit au moins un actionneur (Al) est en état actif.
- 3. Simulateur selon la revendication 2 dans lequel le calculateur (4) est adapté à faire varier 1'orientation du10 flux virtuel (7) dans l'image de l'environnement virtuel (IM) en fonction de l'orientation courante- estimée de la lance factice (Ll) dans 1'environnement réel (3).
- 4. Simulateur (1) de manipulation de dispositif d'extinction d'incendie selon l'une quelconque des revendi15 cations 2 ou 3, dans- lequel le calculateur (4) est adapté pour que lorsque ledit au moins un actionneur (Al) est en état inactif alors: la lance virtuelle (Lvl): est représentée sans ledit flux virtuel (7) sortant de la lance virtuelle.
- 5. Simulateur (1) selon l'Une quelconque des revendi20 Gâtions là 4, dans lequel ledit au moins un actionneur (Al) du premier dispositif factice d'extinction d'incendie (Dl) comporte un premier capteur adapté pour mesurer une valeur représentative d'un déplacement d'une partie mobile de cet au moins- un actionneur (AI) par rapport à un autre:25 élément mécanique du premier dispositif factice (Dl), le calculateur étant adapté à faire- varier des dimensions du flux virtuel (7) dans l'image virtuelle (IM) en fonction de ladite valeur mesurée: par le premier capteur.
- 6. Simulateur ( 1) selon- l'une quelconque des revendi30 cations 1 à 5, comportant également un dispositif: de détection (9) de position de main (8) de l'utilisateur (0) dans 1'environnement réel (3) relié fonctionnellement audit cal^ culateur, ce calculateur (4) étant agencé poux afficher dans l'image (IM) au moins: une main virtuelle (8v) dont la position dans 1'environnement virtuel est fonction dè la position détectée de main (8) dé l'utilisateur (U) dans5 1'environnement réel (3).
- 7. Simulateur (1) selon la .revendication 6 dans lequel le calculateur (4) est agencé pour positionner ladite main virtuelle (8v) par rapport à la lance virtuelle (Lvl) en ''fonction de la position courante de la lance factice10 (il) dans 1'environnement réel (3) et de la position détectée de la main -(8} de 1'utilisateur (U ) dans l'environnement réel (3) .
- 8. Simulateur selon l 'une quelconque des revendications 6 ou 7, dans lequel le dispositif de -détection de po15 sution (9) de main (8) de 1'utilisateur 0 comporte des marqueurs de mains de 1'utilisateur respectivement agencés pour être portés sur les mains dé 1'utilisateur, le simulateur comportant des capteurs optiques (9 a) reliés fonctionnel lément au calculatéür pour déduire les positions et20 orientations courantes de mains (8) de 1'utilisateur (U) dans 1' environnement réel (3) ..
- 9. Simulateur (1) selon l'üne quelconque des revendications· 1 à 8, dans lequel le dispositif d'estimation d'orientation (5) de ladite lance (11) comporte des mar25 queurs de lance et le dispositif d'estimation d'orientation de ladite lance factice comportant des capteurs optiques respectivement reliés fonctionnellement au calculateur pour permettre au calculateur de déduire la position et l'orientation de cette lance (tl) dans l'environnement ré30 el.
- 10. Simulateur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel un dispositif de détection d'orientation (10) du dispositif d'affichage (2) dans l'environnement réel (3) où se trouve ce dispositif d'affichage (2) est relié fonctionnellement au calculateur (4) pour connaître une orientation courante du dispositif5 d'affichage (2) dans l'environnement réel (3), le calculateur (4 ) étant agencé pour faire varier une orientation d'observation de 1'environnement Virtuel en fonction de l'orientation courante du dispositif d'affichage (2) dans 1'environnement réel (3).10
- 11. Simulateur (1) selon l'une quelconque dés revendications 1 à 10, dans lequel le calculateur (4) est couplé à une base de données d'environnements contenant des groupes de données distincts les uns des autres, chaque groupe de données donné, lorsqu'il est exécuté par le cal15 culateur, induisant l'affichage d'images d'un environnement virtuel propre à ce groupe de données donné et différent d'images de 1'environnement virtuel propre à un autre desdits: groupes de données de la base de données, le calculateur étant couplé à un moyen de sélection du grope de20 données devant être exécuté par' le calculateur.
- 12. Simulateur selon l'une quelconque des revendications 1 a 11, comportant d'autres dispositifs: factices d'extinctions d'incendie (D2, D3, D4, D5) que ledit premier dispositif factice d'extinction d'incendie (Di), chacun de25 ces autres dispositifs factices d'extinction d'incendie comportant au moins sa propre lance factice (L4, L5) et au moins son propre actionneur (A2, A3, A4, A5) actionnable manuellement par l'utilisateur entre un état actif et un état Inactif et chacun des dispositifs factices30 d'extinction d'incendie (DI, D2, D3, D4, DS) portant un moyen de son identification par le calculateur (4), le calculateur (4) étant couplé à une base: de données de plu3064801 sieurs scénarios prédéfinis, chacun de ces scénarios prédéfinis étant tel que, lorsqu'il -est exécuté par le calculateur (4)1, le calculateur (4) génère· dans l'environnement virtuel affiché, un déroulement de scénario propre au scé5 nario exécuté et variant en fonction de 1'identité du dispositif factice d'extinction identifié par le calculateur et dont 1'actionneur (Al, R2, A3, A4, AS) est actionné manuellement par l'utilisateur (U).
- 13. Simulateur (i) selon la revendication 12, dans 10 lequel le déroulement de scénario propre au scénario exécuté implique une durée de projection minimale de flux virtuel (7) d'agent extincteur sur le feu virtuel (6) avant extinction de ce feu virtuel (6) qui est variable au moins en fonction de 1'identité du dispositif factice
- 15 dlextinction actionné par 1 'utilisateur.1/42/43/4IM
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