FR3064801B1 - Simulateur de manipulation de dispositif d’extinction d’incendie - Google Patents

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

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 manipulation de dispositif d'extinction d'incendie par un utilisateur, le simulateur comprenant au moins un premier dispositif factice d'extinction d'incendie doté d'une lance factice et au moins un actionneur· actionnable manuellement par l'utilisateur entre un état actif et un état inactif.

Un tel simulateur est décrit· par le document brevet WO2007117795. Ce: document présente un dispositif factice d'extinction d'incendie (en 1'occurrence un extincteur factice) 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 flamme sur 1'écran.

Ce simulateur est peu réaliste puisque l'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 de 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 ac-tionnable 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 agence pour être porté par 1'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, a 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 l'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 , 1'orientation de cette: lance virtuelle dans cet environnement virtuel se faisant en orientant une lance factice qui est un objet physique réel se trouvant dans l'environnement réel.

Comme le premier dispositxf factice comporte au moins un actionneur actionnable manuellement par l'utilisateur, 1'utilisateur a une impression réelle d'actiohnement 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 perçu -par 1'utilisateur est ainsi amélioré puisqu'il perçoit d'une part des informations tactiles: et de proprxocep-tion générées par son interaction réelle avec le premier dispositif factice qu' il manipule: réellement et d'autre part des informations affichées dans 1'environnement virtuel, via le par le dispositif d'affichage qu'il porte et qui se déplace donc avec 1'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 orientation de la lance virtuelle: affichée dans l'environnement virtuel et que le dispositif d'affichage est tel qu'il masque complètement la vue, par 1'utilisateur, de 1'environnement réel.

Ainsi, l'impression de réalisme perçue par 1'utilisateur est améliorée 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 1'invention comportant plusieurs dispositifs factices d'extinction d'incendie dans un environnement réel où se trouve l'utilisateur, cet utilisateur tenant en main l'un 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 -2 'illustre une image de l'environnement virtuel affiché par le dispositif d'affichage que porte T'utilisateur, une lance virtuelle projette un agent extincteur virtuel à coté d' un f eu' virtuel i - la figure 3 illustre une image semblable à celle de la figure 2 mais la lance est orientée vers le feu virtuel et projette 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'eff et qu'aurait un flux réel d' agent extincteur 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, l'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 figurë 5 illustre 1'armoire électrique de la figure 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 cons tate que le calculateur commande l'affichage d'un feu virtuel plus important que celui de la figure: 4 (l'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 DE L 'INVENTION

Comme indiqué précédemment, l'invention concerne un simulateur 1 de manipulation d'au moins un dispositif d'extinction d'incendie Dl, D2, D3, D4, DS par: un utilisateur U. 'Comme illustré sur la figure 1? le simulateur 1 comprend au moins un premier dispositif factice d'extinction d'incendie Dl doté d'une lance factice L1 et d'au moins un actionneur: Al actionnable manuellement par l'utilisateur entre un état actif et un état inactif:.

Le simulateur comporte: aussi d'autres dispositifs factices d'extinctions d'incendie D2, D3, D4, DS similaires au premier dispositif Dl.

Chacun de ces autres dispositifs factices: d'extinction d'incendie D2 à DS comporte : - au moins- sa propre lance factice E4, LS (ici seules les lances Dl, L4, L5 des dispositifs Dl, D4, DS sont représentées) ; et - au moins son propre actionneur A2, A3, A4, AS ac-tionnable manuellement par 1'utilisateur U entre un état actif et un état inactif.

Chacun des dispositifs factices d'extinction d'incendie Dl, D2:, D3-, D4, DS porté: un moyen de son identification par un calculateur 4 (par -exemple' un code visible 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 d'affichage 2 agencé pour être porté par 1'utilisateur U pour afficher des images devant les yeux de cet utilisateur tout en couvrant l'intégralité de son champ de vision pour masquer l'environnement réel entourant 1'utilisateur. En 1'occurrence, ce dispositif d'affichage 2 est un visio-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 l'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 Dl dans ledit environnement réel 3 où se trouve ce premier dispositif factice d'extinction Dl. L'estimation d'orientation de la lance factice Ll dans l'environnement réel peut se faire par exemple par estimation de l'orientation de la lance factice: par rapport â un repère réel dont l'origine se trouve dans l'environnement réel.

Le calculateur 4 est relié fonctionnellement à ce dispositif d'estimation d'orientation 5 pour au 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 sent aussi agencés pour estimer les positions cou rantes et orientations courantes de chacune des lances factices Ll, L4, L5 des différents dispositifs factices 01, D2, D3, 04, 05 dans l'environnement réel 3.

Comme on le voit -sut la figure 1, certains au moins 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 eorps Cl, C2, 03, C4 présente un volume de plusieurs litres· et une masse de plusieurs kilos pour simuler, 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 05 ait une impression de pro-prioception 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 préférentiéllement agencés pour· estimer, pour chaque corps· donné Cl à C4 de dispositif factice Dl à 04 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 5 des lances factices comporte aussi des- capteurs optiques· reliés fonctionnellement au calculateur 4 pour permettre au calculateur 4 de déduire la position et 1'orientation de chacune des lances Ll, 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 ü 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 de 1'utilisateur U. Ces marqueurs de mains peuvent par- exemple, comme illustré à la figure 1, être fixés sur des -gants que porte l'utilisateur.

Des capteurs optiques (9 a disposés dans 1'environnement réel 3 peuvent être reliés fonctionnellement au calculateur 4 pour déduire (par observation des marqueurs situés dans 1'environnement réel) les positions et orientations courantes: respectives des objets qui portent des' marqueurs optiques comme c'est le cas: de la ou des mains 8, de la ou les lances Ll, L4, LS, 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 l'environnement réel 3, autour de l'utilisateur et des dispositifs· Dl à D5 pour repérer les positions des marqueurs dans 1'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 émet-trices: telles que· des leds infrarouges: fixées sur les objets: à repérer. L'un au moins des capteurs optiques 10 peut être 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 aux autres objets a localiser. L·' observation des marqueurs avec des capteurs optiques 9 a, 10 permet au calculateur 4 qui est relié fonctionnellement à ces capteurs optiques 9 a, 10 d'estimer / repérer les· positions et orientations respectives de chaque objet marqué présent dans l'environnement réel 3.

On utilise ici ; - les réflexions émises par les marqueurs portés par les dispositifs Dl a 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 U 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: les 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 l'orientation courante estimée de la lance factice 11 correspondante dans l'environnement réel.

Comme illustré aux figures 2 a 5, ce calculateur 4 est aussi agencé pour : faire varier une orientation d'Observation de l'environnement virtuel en fonction de 1'orientation courante du dispositif d'affichage 2 dans 1'environnement réel 3 ; et/ou pour - commander l'affichage dans l'image IM d'au moins 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 1'environnement réel 3.

Le réalisme de l'immersion est amélioré car le calculateur 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 1'orientation d'observation dans l'environnement réel estimées Via le dispositif de détection d'orientation 10 du dispositif d'affichage 2, le calculateur 4 transmet des données représentatives: 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 accéléromètrë mécaniquement assujetti au dispositif d'affichage 2. On a ainsi une détection des mouvements: du dispositif d'affichage sur six axes, trois axes de rotatiôh 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 de la position courante de la lance factice L1 utilisée· dans l'environnement réel 3 et de la position détectée· de la main 8 de l'utilisateur ü 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 cPun 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 1'orientation estimée et de la position estimée du corps de dispositif factice qui lui correspond dans 1'environnement réel 3.

Ainsi, l'utilisateur U a, dans l'environnement virtuel où il est immergé, une représentation des dispositifs factices Dl à D5 -qui l'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'environnemeht 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 1'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, de 'masse, de position et d'orientation qu'il ressent réellement par la saisi réelle du dispositif d'extinction fictif' correspondant dans l'environnement réel. L'effet d'immersion dans l'environnement virtuel est ainsi encore plus réaliste pour 1/utilisateur.

Le calculateur 4 est aussi relié fonctionnelle-ment 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 calculât eux 4 est- aussi relié: fonctionnellement à chacun des actionneurs A2, A3, A4, AS pour connaître: un état courant dans lequel se trouve chacun de ces actionneurs 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'act ionneur. 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 Al 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 1'image d'environnement virtuel un flux virtuel 1 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 Ll dans l'environnement réel 3;.

Le calculateur 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 flux vir- tue! 7 sortant de la lance virtuelle.

Préférentiellement, le calculateur est aussi adapté à faire varier des dimensions d'un flux virtuel 7 dans l'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 déplacement d'une partie mobile de cet actionneur donné A2, A3, A4, A3 par rapport à un autre élément mécanique du dispositif factice correspondant D2r D3, D4, D5.

Chacun de ces capteurs communique avec le calculateur 4 pour l'informer des valeurs mesurées par les capteurs via un réseau de communication avec ou sans fil.

En l'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 Al à Æ5 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 D5 est une lance sensée être reliée à un réseau armé. A cette fin, ce dispositif factice D5 comporte un autre actionneur A6 relié a un robinet factice d'armement du dispositif D5 manipu-lable par 1'utilisâteut pour faire passer' cet actionneur A6 entre des états· actifs et inactifs. Cet actionneur est aussi associé a des marqueurs pour que sa position dans l'environnement réel soit estimée et que le calculateur A puisse commander 1'affichage d'une représentation cotres- 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. four encore améliorer le réalisme du simulateur 1, 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 Dl, D2, D3, Dl, DS détectés par lé calculateur, une durée maximale d'actionnement autorisée propre â ce dispositif d'extinction factice donné.

Ceci est appliqué: à tous les dispositifs Dl, 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 â un réseau armé alimenté en permanence en agent extincteur.

Le calculateur décompte, pour chaque dispositif d' extinction factice donné Dl, D2, D3, D4, DS 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 durée 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 sans: ledit flux virtuel 7 sortant de cette lance:: virtuelle et cela même si 1'actionneur du dispositif factice donné Dl, D2, D3, D4, DS est toujours à 1'état actif. D'utilisateur ü sait alors qu'il a consommé toute la quantité virtuelle d'agent extincteur allouée· au dispositif virtuel d'extinction qu'il utilise dans 1'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 l'environnement virtuel avec un feu virtuel 6.

Si le feu virtuel 6 est éteint sur l'image IM affichée, alors l'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 Dl, D2, 03, D4, D5 présent dans l'environnement réel.

Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le calculateur 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 1 ' 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 des-dits groupes de données -de: la base de données.

Le calculateur est aussi couplé à un moyen de sélection du groupe de données devant être exécuté par le calculateur. Ainsi, 1'utilisateur peut se projeter dans des environnements virtuels différents où il Verra toujours les mêmes dispositifs virtuels d'extinction d'incendie qui correspondent. à aux dispositifs Dl à D5 placés dans 1'environnement réel.

Ceci permet de confronter l'utilisateur à différents sites préalablement enregistrés alors qu'il n'a pas changé d'environnement réel. L'environnement réel peut êt re 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 simulateur 1 selon 1'invention peut aussi être utilisé· pour confronter l'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 classé 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 étant par' exemple une huile / graisse d'origine animale ou végétale associée à un appareil de cuisson) ; - 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 j et pulvérisé pour traiter les f eux de classes A et ne devant pas: être utilisé pour les: feux de classes B, G-, D, F, électrique ;

De l'eau plus un additif en jet pulvérisé pour traiter les feux de classes A et éventuellement de classe B et: ne devant pas être utilisé pour les feux de classes C, D, Fx électrique ;

Une poudre polyvalente pour traiter les: feux de classe B;, C et éventuellement A, et ne devant pas être utilisé pour· lés feux de classe D, F ou électrique ;

Du dioxyde de carbone (G02) pour traiter les feux de classes: B, G, 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' l'utilisateur â plusieurs scénarios où il devra reconnaître 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 l'environnement virtuel soit dirigé: de manière adéquate vers le feu virtuel pour l'éteindre. A cette fin, il est proposé selon un mode de réalisation préféré de 1'invention que le calculateur 4 soit couplé â une base de données dé plusieurs scénarios prédéfinis, chacun de ces scénarios prédéfinis étant tel que, lorsqu'il est exécuté par le calculateur 4, le calculateur 4 génère dans l'environnement virtuel affiché, un déroulement de scénario propre au scénario exécuté et variant en fonction de l'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 (ü) .

Ainsi, le scénario exécuté par le) calculateur 4 évolue de manière différente selon que l'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 l'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 6. 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 virtuelle: 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 l'utilisateur dans l'environnement virtuel, chacun de ces dispositifs d'extinction virtuels correspondant à l'un des· dispositifs d'extinçtion factices présents dans· 1' environnement réel et identifiés par le calculateur.

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 possible, 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; oaracté-ristiques contenues dans la base de connaissance, 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 poudre (une visibilité très diminuée).

Il va maintenant être présenté en référence â la figure 6, le déroulement type d'une séance de simulation utilisant le simulateur selon l'invention. A l'étape El, on installe les éléments constitutifs du simulateur dans une salle quelconque telle une salle de réunion (le calculateur, les dispositifs Dl à D5, le vidéo-casque et les capteurs optiques / caméras et marqueurs sont positionnés). A l'étape E2, 1'utilisateur U s'équipe du vidéocasque et des gants ou sangles portants les marqueurs sur les mains. Les positions et orientations des· différents marqueurs et les états des différents actionneurs dans: l'environnement réel sont estimés par le calcüïateur . Les: identités respectives; dés dispositifs factices sont aussi détectées. Un 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 constituants (stock de carton, bureau., chaufferie, armoire élec trique...) ; - des dispositifs d'extinction virtuels qui corres pondent aux dispositifs factices présents dans 1'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 correspondant· 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, l'utilisateur actionne 1'actionneur de ce dispositif et observe·· dans l'environnëmënt virtuel une projection de flux 7 d'agent extincteur dans une direction déterminée en fonction de l'orientation donnée à la lance dans 1'environnement réel. Les effets de cette projection sont affichés suivant des effets prédéfinis dans la basé· de cohnaissâhcë (atténuâtion de la flamme, déplacement de la flamme, explosion, nuage de poudre...) . A l'étape E10 le feu virtuel n'est pas éteint. Selon le scénario, l'utilisateur constate dans 1'environnement virtuel des dégâts associés au choix du mauvais dispositif d'extinction, une augmentation des flammes, une reprise de feu. A l'étape E8 l'utilisateur actionne uniquement un arrêt d'urgence visible dans l'environnement Virtuel et en fonction du scénario, cela conduit, soit à l'étape E10 où le feu n'est pas éteint soit à l'étape )ESc où l'on considère que cette action est suffisante: pour éteindre le feu virtuel. Ici 1'arrêt d'urgence peut actionner un système automat i que d'extinction d'incendie et/ou une alarme audible via le haut-parleur 2b.

Il est à noter que des: moyens sonores: reliés audit Gàlcülateur 4 peuvent générer une ambiance sonore à l'attention de l'utilisateur qui correspond au déroulement du scénario. A l'étape E9a, l'utilisateur a choisi le bon dispositif, c'est—à-dire celui dont le type d'agent extincteur correspond, selon la base de connaissance, à la classe de feu virtuelle définie dans la base de scénario. A l'étape E9b, 1'utilisateur actionne 1'actionneur du dispositif choisi et un flux virtuel est affiché, 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 cette durée est insuffisante et/ou si la 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 Ell où le feu est éteint.

La simulation est un succès: et l'utilisateur a la sensation d'avoir vécu: et traité correctement un incendie réel.

Claims (10)

1. KL· V&lVUXCrtÎ J.WWO

   1. Simulateur (1) de manipulation de dispositif d'extinction d'incendie (Dl) par un utilisateur (U), le simulateur (1> comprenant au moins un premier dispositif factice (Dl) d'extinction d'incendie doté d'une lance factice (Ll) et d'au moins un actionneur (Al) actionnable manuellement par l'utilisateur (U) entre un état actif et un état inactif, caractérisé en ce que le simulateur (1) comporte également : - un dispositif d'affichage (2) agencé pour être porté par 1'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 se > trouve également le premier dispositif factice d'extinction (Dl) ; - un calculateur (4) ; le calculateur (4) étant relié fonctionnellement : - audit au moins un actionneur (Al) du premier dispb- I sitif 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 ; - au dispositif d'estimation drorientation (5) pour estimer une orientation courante de ladite lance factice > (Ll) dans son environnement réel (3) ; et - au dispositif d'affichage (2) pour afficher, à l'attention de l'utilisateur (U), une image (IM) d'un environnement virtuel 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 l'orientation: courante estimée de la lance factice (Ll) dans l'environnement réel (3), le simu lateur comportant egalement un disposit.it de détection (y) de position de main (8) de V utilisateur (Ü) dans l'environnement réel (3) relié fonctionnellement audit calculateur, ce calculateur (4) étant agencé pour afficher > dans l'image (IM) au moins une main virtuelle (8v) dont la position dans 1’environnement virtuel est fonction de la position détectée de main (8) de l'utilisateur (U) dans l'environnement réel (3).
2. 2. Simulateur (1) de manipulation de dispositif l 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'image d'environnement virtuel un flux virtuel (7) d'agent extincteur sortant de la lance virtuelle (Lvl) lorsque ledit au i moins un actionneur (Al) est en état actif.
3. 3. Simulateur selon la revendication 2 dans lequel lë calculateur (4) est adapté à faire varier l'orientation du flux virtuel (7) dans l'image de l'environnement virtuel (IM) en fonction de 1'orientation courante estimée de la ) lance factice (Ll) dans l'environnement réel (3).
4. 4. Simulateur (T) de manipulation de dispositif d'extinction d'incendie selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, dans lequel le calculateur (4) est: adapté pour que lorsque ledit au moins un actionneur (Al) est en j état inactif alors la lance virtuelle (Lvl) est représentée sans ledit flux virtuel (7) sortant de la lance virtuelle.
5. 5. Simulateur (1) selon l'une quelconque des revendications 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 (Al) par rapport à un autre element 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. 6. Simulateur (1) selon l'une quelconque dés revendications 1 à 5, 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 factice (Ll) dans 1'environnement réel (3) et dé la position détectée de la main (8) de l'utilisateur (U) dans 1'environnement réel (3).
7. 7. Simulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le dispositif de détection de position (9) de main (8) de 1'utilisateur U comporte des mar-queurs de mains de l'utilisateur respectivement agencés pour être portés sur les mains de l'utilisateur, le simulateur comportant des capteurs optiques (9 a) reliés fonctionnellement au calculateur pour déduire: les positions et orientations courantes de mains (8) de l'utilisateur (U) l dans l'environnement réel (3).
8. 8. Simulateur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le dispositif d'estimation d'orientation (5) de ladite lance (Ll) comporte des marqueurs 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 (Ll) dans 1'environnement réel . ) 9. Simulateur (1) selon l'une quelconque des revendi cations 1 à 8, dans lequel un dispositif de détection d'orientation (10) du dispositif d'affichage (2) dans l'environnement reel (3) ou se trouve ce dispositif d'affichage (2) est relié fonctionnellement au calculateur (4) pour connaître une orientation courante du dispositif d'affichage (2) dans l'environnement réel (3), le calcula-’ j teur (4) étant agencé pour faire varier une orientation d'observation de l'environnement virtuel en fonction de l'orientation courante du dispositif d'affichage (2) dans l'environnement réel (3).
9. 10. Simulateur (1) selon l'une quelconque des reven- H ) dications 1 à 9, 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, lorsqq'il est exécuté par: le calculateur, induisant l'affichage d'images d'un environne-i ment 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 étant couplé à un moyen de sélection dü grope de données devant être exécuté par le calculateur. ) 11. Simulateur selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 10, comportant d'autres dispositifs factices d'extinctions d'incendie (D2, D3, D4, D5) que ledit premier dispositif factice d'extinction d'incendie (Dl), chacun de ces autres dispositifs factices d'extinction d'incendie- 5 comportant au moins sa propre lance factice (14, 15) 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 factices d'extinction d'incendie (Dl, D2, D3, D4, D5) portant un 9 moyen de son identification par le calculateur (4), le calculateur (4) étant couplé à. une base de données de: plusieurs scénarios prédéfinis, chacun de ces scénarios prédé unis étant tel que, lorsqu' il est execute par le calculateur (4), le calculateur (4) génère dans l'environnement virtuel affiché, un déroulement de scénario propre au scénario exécuté et variant en fonction de l'identité du dis- positif factice d'extinction identifié par le calculateur et dont l'actionneur (Al, Ά2, A3, A4, A5) est actionné manuellement par 1'utilisateur (U).
10. 12. Simulateur (1) selon la revendication 11, dans lequel, le déroulement de scénario propre au scénario exécu-i té 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 d'extinction -actionné par l'utilisateur. I