FR3086911A1 - Procede de detection preventive du mal des transports et vehicule mettant en œuvre ledit procede - Google Patents

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Abstract

Procédé de détection préventive du mal des transports consistant à détecter (10) les mouvements posturaux des occupants au moyen d'un premier ensemble de capteurs embarqués dans le véhicule et/ou disposé sur les occupants du véhicule, à détecter (20) les mouvements du véhicule au moyen d'un deuxième ensemble de capteurs embarqués dans le véhicule ; à comparer (30) les signaux de détection de mouvements délivrés par le premier ensemble de capteurs avec les signaux de détection de mouvements délivrés par le deuxième ensemble de capteurs et à établir un diagnostic en fonction du résultat de la comparaison ; et à restituer (40) le diagnostic établi aux occupants du véhicule via une interface sensorielle pour les informer de leur degré de susceptibilité à déclencher le mal des transports ou de manière alternative voire conjuguée, d'autoriser le déclenchement d'une solution de contre-mesure.

Description

PROCEDE DE DETECTION PREVENTIVE DU MAL DES TRANSPORTS ET VEHICULE METTANT EN ŒUVRE LEDIT PROCEDE
L’invention concerne en général les procédés et systèmes visant à lutter contre le mal des transports et se rapporte plus particulièrement à un procédé de détection préventive du mal des transports visant à anticiper l’apparition des premiers symptômes du mal des transports pour un occupant d’un véhicule, notamment un véhicule automobile.
La description du comportement postural des occupants (posture du corps = tronc, tête, assise) d’un véhicule en mouvement, est un premier facteur important à prendre en compte dans cette détection. Elle a fait l’objet de plusieurs études et publications scientifiques.
Une première publication (Zikovitz et Harris, (1999) : « Head tilt during driving. Ergonomics », 42:5, 740-746) décrit les stratégies de mouvements de la tête des occupants d’un véhicule selon qu’ils soient conducteurs ou passagers, lors de la prise de virage du véhicule pour différents rayons de courbures et à différentes vitesses du véhicule.
Cette étude enseigne que les inclinaisons de la tête des conducteurs sont fortement corrélées avec l’estimation visuelle de la courbure de la route mais pas avec la force centripète. A l’inverse, les inclinaisons de la tête des passagers sont inversement corrélées aux forces latérales (la tête des passagers est inclinée dans le sens de la force centrifuge) et semblent refléter un balancement passif, caractéristique d’un mouvement subi par l’occupant. Cette étude souligne la mise en place de deux stratégies posturales bien distinctes selon que l’occupant est conducteur ou passager du véhicule ; le conducteur semblant adopter une attitude proactive en anticipation du mouvement de la voiture à venir (sur la base de sa vision), tandis que le passager subit ce mouvement.
Cette observation est très importante au regard de l’apparition effective des premiers symptômes du mal des transports. En effet, les études montrent que les passagers sont le plus fréquemment sujets au mal des transports alors que les conducteurs ne sont que peu concernés par le mal des transports.
Ainsi, un lien semble être suggéré entre l’implication ou non de l’occupant dans le contrôle du mouvement de son véhicule et le risque d’être sujet au mal des transports (implication active vs. passive de l’occupant).
D’autres études ont permis de supporter cette observation, que ce soit au sein d’un laboratoire (Rodldnick et Lubow (1991) : « Why is the driver rarely motion sick? The role of controllability in motion sickness, Ergonomics », 34:7, 867-879) ou bien dans un véhicule réel (Wada et Yoshida (2016): « Effect of passengers’ active head tilt and opening/ closure of eyes on motion sickness in lateral acceleration environment of cars. Ergonomics », 59:8, 1050-1059).
Une sensibilité plus importante au mal des transports est observée chez un occupant qui subit (passivement) des mouvements de tête imposés par ceux d’un conducteur actif (via un dispositifs de casques appariés permettant de coupler mécaniquement les mouvements de tête d’un pilote et de son passager (Roldnick et Lubow, 1991) ou bien en voiture réelle, lorsque la tête d’un passager s’incline dans le sens opposé au virage (effet force centrifuge ; ce qui se produit lors d’un comportement passif (Wada et Yoshida, 2016). Cette dernière étude montre également une sensibilité plus importante au mal des transports lorsqu’on demande aux participants de l’expérience, de maintenir les « yeux fermés » par rapport à garder les « yeux ouverts », ce qui souligne aussi l’importance de l’anticipation visuelle du mouvement comme facteur permettant d’anticiper l’apparition du mal des transports.
On connaît du document CN105607742A, un procédé basé sur des mesures comportementales de mouvement des occupants du véhicule exploitant une technologie de réalité virtuelle. Le procédé comprend des étapes de détection par capteur du mouvement de la tête d’un occupant du véhicule, de traitement du signal, de contrôle dynamique de l'image virtuelle et de son affichage sur écran (comme par exemple, sur le tableau de bord).
On connaît également du document JP2017071369A un système de détection du mouvement du véhicule basé sur l’analyse de la dynamique et du comportement du véhicule, de son environnement (comme le type de route, etc.) destiné à cibler et à prévenir les zones critiques en terme de risque d’apparition du mal des transports, ou le suivi d’une trajectoire de route non nauséogène préétablie. Ledit système utilise un boîtier de mesure ou un ensemble de capteurs disposés dans l’habitacle.
Les solutions proposées pour prévenir le mal des transports, mettent jusqu’à présent en avant des procédés basés indépendamment :
- sur des mesures comportementales de mouvements des occupants du véhicule, tel que décrit dans le document CN105607742A : basé sur le mouvement de la tête des occupants ;
- sur des mesures de la dynamique de mouvements du véhicule (données CAN) tel que décrit dans le document JP2017071369A.
Ces solutions ne prennent en compte que l’un ou l’autre types de mesures de mouvements (mouvements humains et dynamique véhicule) pour la détection du mal des transports.
De plus, ces solutions ne prennent en compte qu’une seule mesure comportementale du mouvement humain à savoir : les mouvements de la tête.
L’invention a donc notamment pour but d’améliorer ces solutions en prenant en compte les deux types de mesures et en prenant en compte l’ensemble des mouvements posturaux du corps des occupants : le corps humain pouvant être décomposé en plusieurs segments : tête, tronc, assise etc. L’évolution de ces mouvements peut être considérée pour chacun de ces segments de manière séparée (indicateurs simples, marqueur unitaire) et/ ou de manière combinée (coordination complexe, marqueur plus global) de façon à identifier une « signature » posturale spécifique au mal des transports.
Par extension, la présente invention peut également intégrer un indicateur lié aux mouvements des yeux, comme un marqueur simple du mal des transports et/ou associé aux autres marqueurs posturaux.
La présente invention vise à anticiper le mal des transports en se basant sur un couplage simultané des mesures de mouvements : mouvements humains et dynamique du véhicule, et en utilisant plusieurs marqueurs posturaux.
Elle propose, notamment à cet effet, un procédé de détection préventive du mal des transports à l’intérieur d’un véhicule comportant un habitacle apte à recevoir des occupants, ledit procédé consistant :
- dans une première étape, à détecter les mouvements posturaux des occupants au moyen d’un premier ensemble de capteurs embarqués dans le véhicule et/ou disposés sur les occupants du véhicule ;
- parallèlement à la première étape, dans une deuxième étape, à détecter les mouvements du véhicule au moyen d’un deuxième ensemble de capteurs embarqués dans le véhicule ;
- dans une troisième étape, à comparer les signaux de détection de mouvements délivrés par le premier ensemble de capteurs avec les signaux de détection de mouvements délivrés par le deuxième ensemble de capteurs et à établir un diagnostic en fonction du résultat de la comparaison ; et
- dans une quatrième étape, à restituer le diagnostic établi dans la troisième étape aux occupants du véhicule via une interface sensorielle pour les informer de leur degré de susceptibilité à déclencher le mal des transports ou de manière alternative voire conjuguée, d’autoriser le déclenchement d’une solution de contre-mesure.
Selon une caractéristique du procédé, dans la troisième étape, il consiste à mesurer les écarts de posture des occupants du véhicule par rapport aux mouvements du véhicule.
Selon une autre caractéristique, il consiste à mesurer les amplitudes et les directions des mouvements des occupants et du véhicule.
L’invention a pour autre objet, un véhicule mettant en œuvre le procédé tel que décrit ci-dessus, ledit véhicule ou au moins un occupant du véhicule, embarquant un calculateur implémentant un algorithme de synthèse de tous les mouvements permettant d’analyser et traiter les mouvements des occupants au regard des mouvements de la voiture, dans lequel le premier ensemble de capteurs comporte un ou plusieurs capteurs choisis parmi : une caméra vidéo, des capteurs de pression ou des nappes de pression sous l’assise, des centrales gravito-inertielles, des capteurs de mouvement sur la ceinture, des capteurs de mouvement des yeux, et dans lequel le deuxième ensemble de capteurs comporte un ou plusieurs capteurs choisis parmi : des accéléromètres, des gyroscopes, des centrales gravito-inertielles aptes à détecter les vibrations, et/ou accélérations et décélérations, et/ou les rotations du véhicule.
Selon une caractéristique du véhicule, les capteurs du premier ensemble de capteurs sont portés par les occupants du véhicule.
Selon une autre caractéristique, les capteurs du deuxième ensemble de capteurs sont des capteurs, dédiés aux organes du véhicule, déjà préexistants dans le véhicule.
Selon une autre caractéristique, les capteurs du premier ensemble de capteurs sont choisis de technologies différentes pour apporter une redondance dans l’information de mouvements des occupants du véhicule et obtenir une signature posturale plus fine des occupants du véhicule.
Selon une autre caractéristique, l’interface sensorielle est de type visuelle ou sonore ou haptique ou une combinaison de deux des trois types d’interface ou des trois types d’interfaces.
Le véhicule tel que décrit précédemment est par exemple un véhicule autonome.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels les figures illustrent schématiquement et fonctionnellement :
- la figures 1, un logigramme illustrant les principales étapes du procédé selon l’invention ; et
- la figure 2, un schéma d’un véhicule automobile selon l’invention embarquant un système mettant en œuvre le procédé selon l’invention.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule est de type automobile. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comportant un habitacle prévu pour recevoir des occupants transportés par le véhicule. Par conséquent, elle concerne tout aussi bien les véhicules terrestres, que les véhicules fluviaux (ou maritimes), et les véhicules aériens ou spatiaux.
Les différentes étapes du procédé selon l’invention sont illustrées par le logigramme de la figure 1.
Ce procédé consiste, dans une première étape 10, à détecter les mouvements posturaux des occupants au moyen d’un premier ensemble de capteur(s) embarqué(s) dans le véhicule et/ou disposé(s) sur les occupants. Ce premier ensemble de capteur(s) exploite des technologies permettant de détecter les mouvements humains dans l’habitacle : détection par caméra vidéo, des capteurs de pression ou des nappes de pression sous l’assise, des centrales gravito-inertielles, des capteurs de mouvement sur la ceinture, capteurs de mouvement des yeux, etc.
Parallèlement à la première étape 10, le procédé consiste, dans une autre étape 20, à détecter les mouvements du véhicule : vibrations, accélérations/ décélérations, rotations, etc., au moyen d’un deuxième ensemble de capteur(s) embarqué(s) dans le véhicule (capteurs propres aux organes du véhicule ou capteurs externes embarqués). Les signaux délivrés par les capteurs transitent via le bus de communication du véhicule, par exemple le bus CAN, ou sont transmis à un ou des processeurs du véhicule par voie d’onde et/ou par voie filaire autre que le bus CAN.
Dans une autre étape 30, le procédé consiste à comparer les signaux de détection de mouvements délivrés par les premier et deuxième ensembles de capteurs de mouvements (humains et véhicule). Ces signaux sont reçus et traités par un processeur implémentant un algorithme de traitement du signal capable de délivrer à partir des résultats de cette comparaison, un niveau de risque d’apparition du mal des transports.
Ce niveau de risque est établi à partir des écarts de posture des occupants par rapport aux mouvements courants ou bien à venir du véhicule (synchronisation temporelle : mouvements véhicule et corps en même temps vs décalés dans le temps) ainsi que des amplitudes de mouvements et de leurs directions. Ces écarts sont analysés à l’étape 30 pour notamment déterminer s’ils sont en phase ou en décalage de phase, notamment en opposition de phase, entre les mouvements des occupants et les mouvements du véhicule.
Le résultat du traitement effectué par l’algorithme de l’étape 30 permet d’établir un diagnostic. Ce diagnostic est restitué à l’étape 40, aux occupants via une interface (sonore, haptique et/ou visuelle) pour les informer de leur degré de susceptibilité à déclencher le mal des transports ou de manière alternative voire conjuguée, d’autoriser le déclenchement d’une solution de contre-mesure.
L’algorithme effectue donc un diagnostic de l’état des occupants (sur la base des anticipations posturales face aux futurs mouvements du véhicule) et définit si les occupants sont susceptibles ou non de déclencher le mal des transports dans les prochaines minutes.
La figure 2 illustre schématiquement un véhicule automobile VA mettant en œuvre le procédé selon l’invention tel que décrit ci-dessus et représenté dans un référentiel XY.
Le véhicule VA comporte des capteurs CO (premier ensemble de capteurs) d’enregistrement des mouvements des occupants OV dans l’habitacle H du véhicule VA. Ces capteurs OV mettent en œuvre des technologies permettant de détecter les mouvements des occupants OV dans l’habitacle H. Ils peuvent être déportés ou bien embarqués sur les occupants OV. Les capteurs déportés sont par exemple : une caméra vidéo, Near-lnfraRed, Time-Of-Flight, des capteurs de pression ou des nappes de pression sous l’assise, des capteurs de mouvement sur la ceinture, etc. Les capteurs embarqués sont par exemple : des centrales de mouvement ie. centrales gravito-inertielles, gyroscope, accéléromètre, etc.
Le véhicule VA comporte également des capteurs CV (deuxième ensemble de capteurs) d’enregistrement des mouvements du véhicule VA: accéléromètres, gyroscopes, centrales gravito-inertielles, etc. embarquées dans un ou des calculateurs du véhicule VA, ou connectés à des dispositifs externes.
Le véhicule VA comporte un calculateur CP (le calculateur peut être embarqué sur l’occupant) implémentant l’algorithme AS qui effectue la synthèse de tous les mouvements permettant d’analyser et traiter les mouvements des occupants OV au regard des mouvements de la voiture VA et de définir l’état des occupants OV sur la base de l’identification d’une « signature posturale » du mal des transports. L’algorithme AS est capable d’établir un diagnostic de susceptibilité des occupants OV à déclencher le mal des transports.
Le véhicule VA comporte une interface homme/machine IHM capable de restituer aux occupants OV du véhicule VA, un diagnostic effectué par l’algorithme AS sur leur état vis à vis de leur susceptibilité à déclencher le mal des transports (exemple : affichage visuel, signal sonore, haptique, combinaison de plusieurs modalités, etc.) et/ ou permettant d’actionner un dispositif de contre-mesure du mal des transports.
Plusieurs capteurs CO de technologies différentes peuvent être utilisés pour apporter une certaine redondance dans la détection des mouvements des occupants OV afin de définir une signature posturale plus fine, caractéristique du mal des transports, basée sur l’évolution de plusieurs indicateurs posturaux comportementaux.
En synthèse, les avantages apportés par l’invention sont décrits cidessous.
L’invention, au fondement très pragmatique fait appel à des mesures simples, facilement accessibles (dynamique véhicule et comportement postural des occupants), visant à mettre en évidence le risque de survenue des symptômes liés au mal des transports. Le procédé décrit dans cette invention fait appel à des principes comportementaux simples et non invasifs pour les occupants. En outre, des fonctionnalités personnalisables en termes de restitution du diagnostic établi par l’algorithme de traitement peuvent être envisagées (visuel, sonore, haptique ou multimodale).
Cette invention s’inscrit particulièrement bien dans la durée puisque son développement s’intégre parfaitement dans les problématiques du mal des transports et particulièrement au regard des nouveaux modes d’usages de la voiture suscités par le développement du véhicule autonome (les conducteurs deviendront concernés par le mal des transports : plus de 90 % des occupants des véhicules seront désormais concernés).
Cette invention pourra également s’appliquer à d’autres domaines d’application que celui de l’automobile car elle peut s’implémenter dans tous les modes de transport avec habitacle, susceptibles d’occasionner le mal des transports (voiture, bus, train, bateau, avion...). La solution proposée constitue un outil de diagnostic prometteur pour mettre en évidence le risque de survenue des symptômes liés au mal des transports et proposer des

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de détection préventive du mal des transports à l’intérieur d’un véhicule (VA) comportant un habitacle (H) apte à recevoir des occupants (OV), ledit procédé consistant :
    - dans une première étape (10), à détecter les mouvements posturaux des occupants (OV) au moyen d’un premier ensemble de capteurs (CO) embarqués dans le véhicule (VA) et/ou disposé(s) sur les occupants (OV) du véhicule (VA);
    - parallèlement à la première étape (10), dans une deuxième étape (20), à détecter les mouvements du véhicule (VA) au moyen d’un deuxième ensemble de capteurs (CV) embarqués dans le véhicule (VA) ;
    - dans une troisième étape (30), à comparer les signaux de détection de mouvements délivrés par le premier ensemble de capteurs (CO) avec les signaux de détection de mouvements délivrés par le deuxième ensemble de capteurs (CV) et à établir un diagnostic en fonction du résultat de la comparaison ; et
    - dans une quatrième étape (40), à restituer le diagnostic établi dans la troisième étape (30) aux occupants (OV) du véhicule (VA) via une interface sensorielle (IHM) pour les informer de leur degré de susceptibilité à déclencher le mal des transports ou de manière alternative voire conjuguée, d’autoriser le déclenchement d’une solution de contre-mesure.
  2. 2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, dans la troisième étape (30), il consiste à mesurer les écarts de posture des occupants (OV) du véhicule (VA) par rapport aux mouvements du véhicule (VA).
  3. 3. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, il consiste à mesurer les amplitudes et les directions des mouvements des occupants (OV) et du véhicule (VA).
  4. 4. Véhicule (VA) mettant en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, ledit véhicule (VA) ou au moins un occupant (OV) du véhicule (VA), embarquant un calculateur (CP) implémentant un algorithme de synthèse (AS) de tous les mouvements permettant d’analyser et traiter les mouvements des occupants (OV) au regard des mouvements de la voiture (VA), dans lequel le premier ensemble de capteurs (CO) comporte un ou plusieurs capteurs choisis parmi : une caméra vidéo, des capteurs de pression ou des nappes de pression sous l’assise, des centrales gravitoinertielles, des capteurs de mouvement sur la ceinture, des capteurs de mouvement des yeux, et dans lequel le deuxième ensemble de capteurs (CV) comporte un ou plusieurs capteurs choisis parmi : des accéléromètres, des gyroscopes, des centrales gravito-inertielles aptes à détecter les vibrations, et/ou accélérations et décélérations, et/ou les rotations du véhicule (VA).
  5. 5. Véhicule (VA) selon la revendication précédente, dans lequel des capteurs du premier ensemble de capteurs (CO) sont portés par les occupants (OV) du véhicule (VA).
  6. 6. Véhicule (VA) selon l’une des revendications 4 ou 5, dans lequel les capteurs du deuxième ensemble de capteurs (CV) sont des capteurs, dédiés aux organes du véhicule (VA), déjà préexistants dans le véhicule (VA).
  7. 7. Véhicule (VA) selon l’une des revendications 4 à 6, dans lequel les capteurs du premier ensemble de capteurs (OV) sont choisis de technologies différentes pour apporter une redondance dans l’information de mouvements des occupants (OV) du véhicule (VA) et obtenir une signature posturale plus fine des occupants (OV) du véhicule (VA).
  8. 8. Véhicule (VA) selon l’une des revendications 4 à 7, dans lequel l’interface sensorielle (IHM) est de type visuelle ou sonore ou haptique ou une combinaison de deux des trois types d’interface ou des trois types d’interfaces.
  9. 9. Véhicule (VA) selon l’une des revendication 4 à 8, ledit véhicule étant un véhicule autonome.
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