FR3080688A1 - Dispositif de detection de mouvement - Google Patents

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Olivier Pothier
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Abstract

L'invention concerne un dispositif de détection de mouvements d'une main, comprenant un unique capteur (10) de données représentatives de la distance moyenne entre le capteur et la main.

Description

DISPOSITIF DE DETECTION DE MOUVEMENT
Domaine
La présente demande concerne des dispositifs de détection de mouvement, et plus particulièrement des dispositifs adaptés à détecter des mouvements horizontaux.
Exposé de l'art antérieur
La détection de certains mouvements, par exemple un mouvement horizontal allant de droite à gauche ou de gauche à droite, est actuellement faite avec au moins deux capteurs. En effet, l'objet en mouvement peut être détecté par un premier capteur puis par un deuxième capteur. Cela permet de constituer un vecteur correspondant au mouvement de l'objet.
Résumé
Un mode de réalisation prévoit un dispositif de détection de mouvements d'une main, comprenant un unique capteur de données représentatives de la distance moyenne entre le capteur et la main.
Selon un mode de réalisation, le dispositif est adapté à détecter des mouvements sensiblement horizontaux de la main.
Selon un mode de réalisation, le capteur émet un signal adapté à se réfléchir sur la main.
Selon un mode de réalisation, le dispositif est adapté à détecter un premier type de mouvement, d'une première position
B17041 - 17-GR2-0699 vers une deuxième position, et un deuxième type de mouvement, de la deuxième position vers la première position.
Selon un mode de réalisation, le dispositif est adapté à détecter des mouvements dans un cône de détection comprenant un axe central.
Selon un mode de réalisation, le premier type de mouvement comprend des mouvements où une première partie de la main entre dans le cône de détection avant une deuxième partie ; et le deuxième type de mouvement comprend des mouvements où la deuxième partie de la main entre dans le cône de détection avant la première partie, la première partie de la main étant la partie dont la projection sur l'axe central du cône de détection est la plus éloignée du capteur et la deuxième partie de la main étant la partie dont la projection sur l'axe central du cône de détection est la plus proche du capteur.
Selon un mode de réalisation, le dispositif est adapté : à détecter le premier type de mouvement lorsque le maximum de signal réfléchi est dans la première moitié de la durée de détection ; et à détecter le deuxième type de mouvement lorsque le maximum de signal réfléchi est dans la deuxième moitié de la durée de détection.
Selon un mode de réalisation, le premier type de mouvement correspond à un mouvement de la gauche vers la droite pour la main gauche et de la droite vers la gauche pour la main droite ; et le deuxième type de mouvement correspond à un mouvement de la droite vers la gauche pour la main gauche et de la gauche vers la droite pour la main droite.
Selon un mode de réalisation, le cône de détection forme un angle solide compris entre environ 1° et 80°.
Selon un mode de réalisation, la détection du mouvement est indépendante de la rotation du capteur autour de 1 ' axe central.
Selon un mode de réalisation, le dispositif est adapté à détecter le mouvement d'une main en biais.
B17041 - 17-GR2-0699
Selon un mode de réalisation, le dispositif est adapté à détecter le mouvement d'une main formant un angle supérieur à 5° avec l'axe horizontal.
Selon un mode de réalisation, le dispositif est adapté à détecter des mouvements verticaux.
Selon un mode de réalisation, le capteur est un capteur de temps de vol.
Selon un mode de réalisation, le capteur est un capteur de rayonnement ambiant.
Brève description des dessins
Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
la figure 1 est une représentation très schématique d'un capteur ;
la figure 2 représente un exemple de positionnement de mains ;
les figures 3 à 6 illustrent le fonctionnement d'un mode de réalisation d'un dispositif de détection de mouvement pour différents mouvements de mains ; et les figures 7A, 7B, 8A et 8B illustrent, sous forme de chronogrammes, un exemple de données mesurées par un capteur des figures 3 à 6 au cours de son fonctionnement.
Description détaillée
De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés.
Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes avant, arrière, haut, bas, gauche, droite, etc., ou relative, tels que les termes dessus, dessous, supérieur, inférieur, etc., ou à des qualificatifs
B17041 - 17-GR2-0699 d'orientation, tels que les termes horizontal, vertical, etc., il est fait référence à l'orientation des éléments concernés dans les figures. Sauf précision contraire, les expressions approximativement, environ, sensiblement, et de l'ordre de signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.
La figure 1 est une représentation schématique d'un capteur 10. Le capteur 10 est adapté à détecter des mouvements dans un cône de détection 12. Le cône détection 12 a par exemple un angle solide compris entre environ 1° et environ 80°, de préférence 25°. A titre de variante, le cône du capteur 10 peut être un rayon droit, par exemple un laser collimaté. Le cône de détection 12 à un axe central Δ.
Le capteur est adapté à fournir des données représentatives de la distance moyenne entre le capteur 10 et un objet situé dans le cône de détection 12.
Le capteur 10 est de préférence un capteur de temps de vol. Le capteur 10 envoie un signal, par exemple un signal lumineux ou des ultrasons, dans le cône de détection 12. Si un objet est présent dans ce cône, le signal est réfléchi sur cet objet. Le signal réfléchi est reçu par le capteur 10, ce qui fournit des informations représentatives de la distance entre le capteur et l'objet. Le capteur 10 est par exemple un capteur de rayonnement ambiant.
Les données obtenues par le capteur sont des données moyennes sur l'ensemble du cône. Elles ne dépendent donc pas de l'orientation horizontale du capteur 10. Plus précisément, la rotation du capteur selon l'axe central Δ n'a pas d'impact sur les données obtenues par le capteur et n'a donc pas d'impact sur la détection des mouvements.
La figure 2 illustre un exemple de positionnement normal de mains humaines. L'inventeur a constaté qu'en position normale, des mains situées devant une personne sont naturellement en biais. Plus précisément, le côté de la main où se situe le pouce est naturellement plus élevé que le côté de la main où se situe l'auriculaire. Typiquement, lors d'un mouvement de main
B17041 - 17-GR2-0699 sensiblement horizontal, la main fait un angle d'au moins 5°, avec la direction horizontale.
Lors d'un mouvement sensiblement horizontal de la main, elle conserve naturellement cette position de biais, qu'il s'agisse de la main droite ou gauche.
Les figures 3 à 6 illustrent le fonctionnement d'un mode de réalisation d'un dispositif de détection de mouvement pour différents mouvements de mains 30 ou 32. Chaque figure comprend trois représentations d'un capteur 10, les trois représentations étant illustrées, de gauche à droite, dans un ordre chronologique. Plus précisément, la figure 3 illustre le mouvement d'une main droite 30 se déplaçant de la droite vers la gauche au-dessus du capteur 10 et dans le cône de détection 12. La figure 4 illustre le mouvement d'une main droite 30 se déplaçant de la gauche vers la droite au-dessus du capteur 10 et dans le cône de détection
12. La figure 5 illustre le mouvement d'une main gauche 32 se déplaçant de la droite vers la gauche au-dessus du capteur 10 et dans le cône de détection 12. La figure 6 illustre le mouvement d'une main gauche 32 se déplaçant de la gauche vers la droite audessus du capteur 10 et dans le cône de détection 12.
On considère ici la droite et la gauche du point de vue de l'utilisateur, l'axe Δ est alors l'axe vertical.
Le mouvement des mains 30 et 32 est sensiblement horizontal. On observe bien que les mains ont une position en biais. On définit deux parties de la main, une première partie dont la projection sur l'axe central Δ est la plus éloignée du capteur et une deuxième partie dont la projection sur l'axe central est la plus proche du capteur. On distingue ainsi deux types de mouvements :
-un premier type de mouvements dans lequel la première partie de la main entre dans le cône de détection avant la deuxième partie. Il s'agit du mouvement illustré en figure 3, c'est-à-dire le mouvement de droite à gauche d'une main droite, et le mouvement illustré en figure 6, c'est-à-dire le mouvement de gauche à droite d'une main gauche ;
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-un deuxième type de mouvements dans lequel la deuxième partie de la main entre dans le cône de détection avant la première partie. Il s'agit du mouvement illustré en figure 4, c'est-à-dire le mouvement de la gauche vers la droite d'une main droite, et le mouvement illustré en figure 5, c'est-à-dire le mouvement de la droite vers la gauche d'une main gauche.
Les figures 7A, 7B, 8A et 8B illustrent, sous forme de chronogrammes, un exemple de données mesurées par le capteur 10.
Les figures 7A et 7B illustrent des données obtenues par le capteur 10 lors d'un mouvement d'une main droite de la gauche vers la droite. Les chronogrammes correspondent aussi à un mouvement de la main gauche de la droite vers la gauche. Les figures 7A et 7B correspondent donc un mouvement du deuxième type. La figure 7A correspond à la distance moyenne dans le cône de détection entre le capteur 10 et l'objet le plus proche et la figure 7B correspond à l'intensité du signal réfléchi mesurée par le capteur.
A un instant Tl, la main entre dans le cône de détection. Cela entraîne une chute de la distance moyenne mesurée par le capteur. A un instant T10, la main quitte le cône de détection. Cela entraîne une augmentation de la distance moyenne mesurée par le capteur. La durée entre l'instant Tl et l'instant T10 correspond à la durée de détection.
Les inventeurs ont déterminé que la distance moyenne mesurée par le capteur, sans prendre en compte la chute et l'augmentation correspondant à l'entrée et à la sortie de la main du cône de détection, augmente lorsque la main se déplace dans le cône de détection. En effet, la première partie de la main entrant dans le cône est la partie la plus proche du capteur.
De plus, les inventeurs ont déterminé, comme cela est illustré par la figure 7B, que l'intensité du signal réfléchi est plus importante au début de la durée de détection. Plus précisément, le maximum de l'intensité du signal réfléchi est situé dans la première moitié de la durée de détection.
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Les figures 8A et 8B illustrent des données obtenues par le capteur 10 lors d'un mouvement de la main droite de la droite vers la gauche. Les courbes correspondent aussi à un mouvement de la main gauche de la gauche vers la droite. Les figures 8A et 8B correspondent donc un mouvement du premier type. La figure 8A correspond, comme dans le cas de la figure 7A, à la distance moyenne entre le capteur 10 et l'objet le plus proche et la figure 8B correspond à l'intensité du signal réfléchi mesurée par le capteur.
A un instant T2, la main entre dans le cône de détection. Cela correspond à une chute de la distance moyenne mesurée par le capteur. A un instant T20, la main quitte le cône de détection. Cela correspond à une augmentation de la distance moyenne mesurée par le capteur.
Les inventeurs ont déterminé que, contrairement au cas des figures 7A et 7B, la distance moyenne mesurée par le capteur, sans prendre en compte la chute et l'augmentation correspondant à l'entrée et à la sortie de la main du cône de détection, diminue durant la durée de détection. En effet, la première partie de la main entrant dans le code de détection est la partie la plus éloignée du capteur.
De plus, les inventeurs ont déterminé, comme cela est illustré par la figure 8B, que l'intensité du signal réfléchi est plus importante à la fin de la durée de détection. Plus précisément, le maximum de l'intensité du signal réfléchi est situé dans la deuxième moitié de la durée détection.
Il est donc possible de déterminer le type de mouvement, premier ou deuxième, à partir d'un seul capteur en déterminant la position du maximum de l'intensité du signal réfléchi dans la durée de détection. Si le maximum est dans la deuxième moitié de la durée de détection, il s'agit d'un mouvement du premier type, et si le maximum est dans la première moitié de la durée de détection, il s'agit d'un mouvement du deuxième type.
En outre, le capteur 10 du mode de réalisation peut aussi déterminer d'autres mouvements, par exemple des mouvements
B17041 - 17-GR2-0699 verticaux comme un mouvement dit de tap, c'est-à-dire un mouvement allant du haut vers le bas et/ou du bas vers le haut.
Un avantage du mode de réalisation décrit et qu'il permet de détecter des mouvements horizontaux de droite à gauche 5 et de gauche à droite avec un unique capteur, ce qui est moins coûteux et prend moins de place qu'un plus grand nombre de capteurs.
Un autre avantage de ce mode de réalisation et qu'il est indépendant de l'orientation horizontale du dispositif comprenant 10 le capteur.
Un avantage de ce mode de réalisation et que les données utilisées sont des données relatives. En effet, la détection est faite à partir des variations des courbes et non des distances absolues. Ainsi, la vitesse peut être privilégiée par rapport à 15 la précision
Des modes de réalisation particuliers ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de 1'art.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de détection de mouvements d'une main (30, 32) , comprenant un unique capteur (10) de données représentatives de la distance moyenne entre le capteur et la main.
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, adapté à détecter des mouvements sensiblement horizontaux de la main (30, 32) .
  3. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le capteur (10) émet un signal adapté à se réfléchir sur la main (30, 32) .
  4. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le dispositif est adapté à détecter un premier type de mouvement, d'une première position vers une deuxième position, et un deuxième type de mouvement, de la deuxième position vers la première position.
  5. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, adapté à détecter des mouvements dans un cône de détection (12) comprenant un axe central (Δ).
  6. 6. Dispositif selon la revendication 4 et 5, dans lequel :
    le premier type de mouvement comprend des mouvements où une première partie de la main (30, 32) entre dans le cône de détection (12) avant une deuxième partie ; et le deuxième type de mouvement comprend des mouvements où la deuxième partie de la main (30, 32) entre dans le cône de détection avant la première partie, la première partie de la main (30, 32) étant la partie dont la projection sur l'axe central (Δ) du cône de détection est la plus éloignée du capteur (10) et la deuxième partie de la main (30, 32) étant la partie dont la projection sur l'axe central (Δ) du cône de détection (12) est la plus proche du capteur (10).
  7. 7. Dispositif selon la revendication 4 ou 6, adapté :
    B17041 - 17-GR2-0699 à détecter le premier type de mouvement lorsque le maximum de signal réfléchi est dans la première moitié de la durée de détection ; et à détecter le deuxième type de mouvement lorsque le maximum de signal réfléchi est dans la deuxième moitié de la durée de détection.
  8. 8. Dispositif selon la revendication 4, 6 ou 7, dans lequel :
    le premier type de mouvement correspond à un mouvement de la gauche vers la droite pour la main gauche et de la droite vers la gauche pour la main droite ; et le deuxième type de mouvement correspond à un mouvement de la droite vers la gauche pour la main gauche et de la gauche vers la droite pour la main droite.
  9. 9. Dispositif selon la revendication 5 et l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel le cône de détection (12) forme un angle solide compris entre environ 1° et 80° .
  10. 10. Dispositif selon la revendication 5 et l'une quelconque des revendications 6 à 9, dans lequel la détection du mouvement est indépendante de la rotation du capteur (10) autour de l'axe central (Δ).
  11. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, adapté à détecter le mouvement d'une main (30, 32) en biais.
  12. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, adapté à détecter le mouvement d'une main (30, 32) formant un angle supérieur à 5° avec l'axe horizontal.
  13. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, adapté à détecter des mouvements verticaux.
  14. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel le capteur (10) est un capteur de temps de vol.
    B17041 - 17-GR2-0699
  15. 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, dans lequel le capteur (10) est un capteur de rayonnement ambiant.
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