FR3104762A1 - Procédé de génération de sensations tactiles localisées sur une surface et interface haptique mettant en œuvre ce procédé - Google Patents
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Abstract
Procédé de génération de sensations tactiles localisées sur une surface et interface haptique mettant en œuvre ce procédé L’invention concerne un procédé de génération d’une sensation tactile destinée à être ressentie par un utilisateur (101) en contact en deux régions distinctes avec une surface de contact (110) d’une interface haptique (100), comportant une opération d’émission simultanée d’un premier signal de commande pour commander un premier actionneur (120) et d’un deuxième signal de commande pour commander un deuxième actionneur (120), simultanément au premier actionneur, les premier et deuxième actionneurs étant solidaires de la surface de contact et provoquant des déplacements de ladite surface de contact, caractérisés en ce que les premiers et deuxième actionneurs déterminent une superposition de déplacements de la surface de contact (110) telle que les déplacements des deux régions désignées de la même surface de contact suivent des trajectoires prédéterminées indépendantes l’une de l’autre. Le procédé de l’invention est applicable avec les mêmes caractéristiques dans le cas où le nombre de d’actionneur et plus grand que deux et dans le cas où the nombre de régions est plus grand que deux, tant que le nombre total d’actionneurs est plus grand que le nombre de régions. L’invention concerne aussi une interface haptique (100) mettant en œuvre ce procédé. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 3
Description
La présente invention concerne un procédé pour générer des sensations tactiles destinées à être ressenties par l’utilisateur d’une interface haptique comportant une surface. L’invention concerne également une telle interface haptique mettant en œuvre ce procédé. L’invention trouve des applications dans les domaines de l’haptique pour procurer des sensations tactiles aux utilisateurs d’interfaces haptiques et, en particulier, dans les domaines où une interface haptique peut être partagée entre plusieurs utilisateurs ou partagée entre plusieurs doigts d’une seule ou de plusieurs mains comme par exemple les interfaces des véhicules automobiles, les interfaces collaboratives, les dispositifs portables de communication hertzienne, ou les ordinateurs portables et dispositifs dérivés tels que les tablettes tactiles.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
Il est connu, dans le domaine haptique, de chercher à produire ou reproduire, au moyen d’une machine, les sensations du toucher ressenties par une personne.
Il est connu, en particulier, de procurer des sensations tactiles à l’utilisateur d’une interface haptique – appelée également interface tactile - pour simuler, notamment, la détente d’une touche, la manipulation d’une molette, le ressenti d’une texture ou d’éléments discrets lorsque l’utilisateur est en contact mécanique avec l’interface haptique, par exemple lorsqu’il exerce une pression sur la surface de contact de l’interface haptique ou déplace son doigt sur cette surface. Il existe, dans l’état de l’art, plusieurs systèmes qui permettent de générer ces sensations tactiles. Ces systèmes comportent souvent un ou plusieurs actionneurs fixés sur une dalle tactile ou sur la surface en verre, en métal, en polymère, ou même en bois, de sorte à déplacer la dalle tactile par des petits déplacements rapides, générés en réponse à une action motrice de l’utilisateur. Ces systèmes, lorsqu’ils reproduisent suffisamment fidèlement les signaux mécaniques naturels, permettent à l’utilisateur de ressentir des sensations tactiles réalistes. Un exemple bien connu est lorsque l’utilisateur presse la surface de contact de la dalle tactile et que celle-ci répond à la pression par un bref déplacement, alors cet utilisateur a la sensation d’actionner un bouton. Si l’utilisateur glisse le doigt sur la surface de contact et que la dalle tactile répond par certaines oscillations rapides, alors l’utilisateur a la sensation de toucher une texture.
Toutefois, si ces systèmes permettent de produire une sensation tactile lorsqu’un doigt de l’utilisateur entre en contact avec la surface de contact de l’interface haptique, la sensation haptique n’est plus ressentie clairement dès lors que l’utilisateur a plusieurs doigts en contact avec la même surface de contact ou si plusieurs utilisateurs sont en contact avec la même surface de contact.
Or, certaines interfaces haptiques sont destinées à être utilisées avec plusieurs doigts d’une seule personne et de plusieurs personnes qui en partagent l’usage, comme par exemple les interfaces des véhicules automobiles des écrans de partage de documents, ou encore des faces frontales de panneaux de commande pour des appareils industriels, des appareils médicaux, des appareils ménagers, des caisses enregistreuses, des distributeurs publiques de tickets, de retrait d’argent, ou de prises de commandes dans les établissements de restauration, des machines de casinos, des appareils de visionnement, d’écoute de documents sonores ou de mixage de pistes sonores, des ordinateurs personnels, des téléphones mobiles portables, les liseuses électroniques, des tablettes informatiques, ou toutes autres sortes de dispositifs dits connectés.
Pour répondre à ce besoin, les fabricants d’interfaces haptiques et les chercheurs ont proposé différents procédés qui peuvent être catégorisés en quatre classes.
Ceux de la première classe utilisent une source d’énergie mécanique séparée pour chaque région de la surface stimulante. Dans cette classe, le brevet US 7 148 789 décrit un appareil téléphonique portable où plusieurs actionneurs électromagnétiques sont assignés aux doigts d’une main saisissant l’appareil. La demande de brevet WO 2009/085060 décrit une surface dotée de plusieurs actionneurs pouvant être activés indépendamment les uns des autres. La demande de brevet US 20 100 156 818 A1 décrit une surface d’interaction tactile déformée par plusieurs actionneurs piézoélectriques supposés n’agir que dans leur voisinage afin de procurer des sensations distinctes à plusieurs doigts. Le brevet US 7 973 769 décrit une surface destinée à produire des sensations tactiles confinées à des régions isolées du reste de la surface par un matériau élastique et où chaque région peut être excitée par un actionneur distinct. Le brevet US 8 339 250 décrit aussi un appareil téléphonique portable dont la face antérieure comporte des éléments flexibles excités par des moyens d’actionnement individuels. Le brevet US 8 390 594 décrit une surface composée de plusieurs couches destinées à être en contact avec des doigts. Une couche intermédiaire est faite d’une matrice de matériau élastomère dans lequel est inclus un tableau d’actionneurs piézoélectriques qui peuvent agir sur la couche externe. Le brevet US 9 164 586 décrit un arrangement similaire avec la différence que les actionneurs font appel à des polymères électroactifs basés sur le principe de l’électrostriction. Le brevet US 9 448 628 décrit un clavier alphanumérique où chaque touche est associée à un actionneur non spécifié, configuré pour déformer une couche élastique externe. Le brevet US 9 600 071 décrit une surface tactile similaire avec la différence que les actionneurs sont du type électrodynamique. La demande de brevet US 20 180 081 438 décrit un arrangement similaire aux descriptions précédentes mais qui diffère par le mode de transmission de l’effort des actionneurs à la surface extérieure. La demande de brevet US 20 180 081 44 décrit aussi un arrangement similaire où il est fait mention explicite d’une couche externe flexible.
Pour remédier aux limitations des interfaces haptiques conçues pour procurer des sensations tactiles spécifiques à des régions confinées dues à la propagation des excitations mécaniques dans les structures, les procédés cités ci-dessus font souvent appel à des moyens d’isolation mécaniques d’une région à l’autre. Ces moyens ont à leur tour l’inconvénient de rendre la fabrication de telles interfaces plus complexes. Pour remédier à ce dernier inconvénient, une seconde classe de procédés utilise une pluralité d’actionneurs répartis sur une surface où chaque actionneur excite préférentiellement l’une des régions de la surface alors que les autres actionneurs sont employés à amortir ou annuler les déplacements des régions où ces déplacements ne sont pas désirés. Le brevet US 8 378 797 décrit une interface haptique reposant sur ce procédé par application, dans chaque région où les d’oscillations doivent être atténuées, d’oscillations dont la phase est opposée à l’oscillation non désirée. Cependant ce brevet reste muet sur le fait que les oscillations atténuantes influencent aussi les autres régions de la surface. Le brevet US 8 593 409 repose sur un procédé semblable au précédent avec la différence qu’il est fait mention du phénomène de propagation des ondes issues d’actionneurs résonnants à fort coefficient de qualité Q dans une surface flexible. Il en découle qu’un tel procédé est, par construction, strictement limité en résolution temporelle et ne possède aucune résolution dans le domaine fréquentiel. Le brevet US 8 686 952 décrit un procédé semblable mais reste silencieux quant à la manière dont sont combinés les signaux issus de différents actionneurs en fonction des lois de la mécanique des ondes. Le brevet US 8 890 668 décrit un procédé semblable à celui du brevet US 8 378 797 auquel il apporte des clarifications mineures. Les brevets FR 3 076 017 et WO 2019 122 762 décrivent un procédé pour une interface haptique ou une pluralité d’actionneur répartis régulièrement sur toute la surface et où la fonction de transfert dans le domaine fréquentiel est obtenue entre chaque actionneur et chaque région de l’interface. Cette fonction de transfert est inversée selon un procédé connu dans le domaine du traitement du signal et de la commande des procédés à entrées multiples et sorties multiples. Ce problème a été étudié depuis plus d’un siècle (par exemple : Poincaré, H. 1907. Etude du récepteur téléphonique, Eclairage Electrique, vol. 50, pp. 221-372). Ces considérations théoriques révèlent qu’une telle fonction de transfert n’est pas toujours inversible (Kavanagh, R. J. 1956. The application of matrix methods to multi-variable control systems. Journal of the Franklin Institute, 262(5), 349-367), ce qui limite les applications d’une telle méthode.
Pour répondre aux limitations des procédés cités ci-dessus, une troisième classe de procédés de génération de sensations tactile localisées à une région d’une surface propose de tenir compte du comportement des ondes dans les plaques minces pour provoquer des oscillations différentiées dans plusieurs régions d’une surface. La demande de brevet US 2015 013 8157 propose d’exciter des modes primaires de la plaque afin de la faire osciller différemment dans de larges régions. Pour ce faire, le procédé emploie deux ensembles d’actionneurs commandés séparément. Le premier ensemble est destiné à exciter certains modes d’oscillation de la plaque pour la faire vibrer dans une certaine zone. Le deuxième ensemble est destiné à faire vibrer la plaque dans une autre zone, en partie pour atténuer les vibrations non désirées mais surtout pour transformer la plaque en radiateur acoustique. Le brevet US 9 449 476 décrit un procédé qui repose sur la propagation d’ondes de flexion dans une plaque mince et où les actionneurs sont éloignés de la zone à exciter. Ce procédé repose en outre sur la détection d’oscillations ultrasoniques afin d’en mesurer les variations dues aux perturbations d’un doigt en contact pour déterminer la région en question.
Une quatrième classe de procédés emploie divers artifices électriques et mécaniques pour provoquer une stimulation tactile en une région sans provoquer de sensations dans les autres. La demande de brevet US 2008 006 8334 décrit un procédé selon lequel la surface destinée à stimuler un doigt est constituée de régions ayant des raideurs différentes de façon que la stimulation soit plus intense là où la surface est plus souple. La demande de brevet US 2008 010 0568, de manière analogue, propose de concevoir les propriétés mécaniques d’une coque de façon à provoquer des sensations tactiles artificielles localisées dans certaines régions. La demande de brevet WO 2018 178 582 décrit un procédé comprenant une pluralité d’actionneurs capables de provoquer la présence d’ondes ultrasonores non-radiatives dans une plaque mince destinées à effectuer une lubrification acoustique locale de la surface dans le voisinage de chaque actionneur. Le brevet US 8 174 372 décrit une interface haptique où la surface stimulante est une membrane élastique. Lorsqu’un doigt presse sur cette membrane, celle-ci se déforme pour entrer en contact avec une contre surface rigide indiquant d’une part la présence d’un doigt et permettant d’autre part la transmission d’oscillations mécaniques à ce doigt. Le brevet US 1 028 9199 décrit un procédé où des actionneurs agissant en tout-ou-rien sont commandés pour bloquer les déplacements de la surface stimulante aux emplacements où une stimulation n’est pas désirée. Le brevet EP 2 742 410 décrit une surface haptique destinée à provoquer des sensations tactiles artificielles en utilisant le principe de l’adhésion cutanée par champ électrostatique alternatif (E. Mallinckrodt, A. L. Hughes, and W. Sleator. 1953. Perception by the skin of electrically induced vibrations, Science, vol. 118, no. 3062, pp. 277-278). Dans ce procédé, des électrodes discrètes réparties sur l’ensemble de la surface et activées séparément permettent de provoquer des sensations localisées selon un principe analogue à celui décrit dans la publication H. Tang and D. Beebe. 1998. A microfabricated electrostatic haptic display for persons with visual impairments. IEEE Transactions on réhabilitation engineering, 6(3) :241-248.
La littérature scientifique comprend aussi des études dont le but est d’optimiser le caractère local des oscillations provoquées dans une plaque mince à partir d’une pluralité d’excitateurs. L’article de J. H. Woo, & J. G. Ih. 2015. Vibration rendering on a thin plate with actuator array at the periphery. Journal of Sound and Vibration, 349, 150-162 décrit comment des oscillations localisées dans une plaque de verre encastrée sur sa périphérie peuvent être créées à l’aide d’un nombre important d’actionneurs agissant près de la bordure. Ces nombreux actionneurs, excités à une fréquence unique de 300 Hz, peuvent exciter un grand nombre de modes dont la superposition pondérée permet de créer une zone d’oscillation spécifique juste au-dessus du seuil de détection humain des oscillations. L’étude de E. Enferad, et. al. 2019, Generating controlled localized stimulations on haptic displays by modal superimposition, Journal of Sound and Vibration, 449, 196-213 démontre qu’il est possible de provoquer des oscillations localisées dans une poutre d’aluminium à des fréquences ultrasoniques fixes. Une autre technique encore, basée sur l’exploitation des phénomènes vibratoires et décrite par exemple dans la demande de brevet US 9 436 284, consiste à utiliser le principe de retournement temporel pour refocaliser les ondes issues des réponses impulsionnelles mesurées en différents points d’une plaque mince. Une étude publiée récemment de A. B. Dhiab & C. Hudin/ 2019. Confinement of Vibrotactile Stimuli in Narrow Plates, Dans IEEE World Haptics Conference, pp. 431-436 propose de tirer parti des ondes évanescentes pour confiner les oscillations d’une plaque mince à une petite région. Une autre étude, aussi récente, L. Pantera, & C. Hudin. 2019. Sparse Actuator Array Combined with Inverse Filter for Multitouch Vibrotactile Stimulation, Dans IEEE World Haptics Conference, pp. 19-24 met en œuvre la méthode d’inversion des fonctions de transfert dans le domaine fréquentiel pour créer de brèves oscillations d’un micromètre d’amplitude dans une plaque de verre en tirant partie de la présence d’actionneurs distribués sur toute la surface de la plaque.
Les techniques des quatre classes discutées ci-dessus exploitant des artifices mécaniques ou des phénomènes vibratoires présentent de nombreux inconvénients comme, par exemple : de faibles amplitudes permissibles des vibrations dues aux ondes de flexion se propageant par déformation de la dalle tactile, la sensibilité aux conditions aux limites et notamment aux conditions d’encastrement des bordures de la dalle, la sensibilité aux conditions environnementales et notamment à la température de la dalle tactile, la nécessité d’employer un nombre d’actionneurs important répartis sur la surface et de les piloter avec une grande précision fréquentielle et temporelle pour maîtriser les conditions d’interférence, et le manque d’efficacité énergétique inhérente aux excitations acoustiques.
Pour répondre aux différents problèmes exposés ci-dessus, et notamment aux problèmes de mise en œuvre des phénomènes vibratoires et aux problèmes de complexité du pilotage d’un grand nombre d’actionneurs, le demandeur a proposé, dans une demande de brevet FR1900554, une interface haptique nécessitant un nombre d’actionneurs restreint, pilotés de façon à générer des déplacements en tout point de la dalle tactile excepté en un point neutre, ou un ensemble de points neutres superposés. L’interface haptique met en œuvre un programme informatique permettant de calculer les efforts instantanés qui font pivoter une portion rigide de l’interface autour du point neutres, ou autours d’un ensemble de points neutres superposés et qui donnent une accélération voulue à un autre point ou ensemble de points de la portion rigide. L’application du principe de superposition linéaire applicable aux petits déplacements des corps solides rend possible en particulier de produire simultanément une sensation dans un seul doigt et une autre sensation dans un autre doigt, qu’elles soient transitoires ou persistantes.
La présente invention propose une alternative au procédé divulgué dans la demande de brevet FR1900554, dans laquelle des petits déplacements évoluant au cours du temps sont générés en au moins deux régions séparées d’une surface de contact. Le procédé de la présente invention repose sur le principe de superposition linéaire applicable à tous les petits déplacements des corps solides. Il permet de déterminer des signaux d’actionnements applicables à un nombre restreint d’actionneurs capables de provoquer de petits déplacements des corps solides, y compris ceux correspondant aux modes de flexion des plaques ainsi que ceux correspondant aux modes résultants de l’établissement d’ondes stationnaires.
Selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé de génération d’une sensation tactile destinée à être ressentie par un utilisateur en contact avec une surface de contact d’une interface haptique, comportant une opération d’émission simultanée d’un premier signal de commande pour commander un premier actionneur et d’un deuxième signal de commande pour commander un deuxième actionneur, simultanément au premier actionneur, les premier et deuxième actionneurs étant solidaires de la surface de contact et provoquant un déplacement de ladite surface de contact, caractérisé en ce que :
- le premier signal de commande comporte une première évolution temporelle assurant à une première région de la surface de contact une première évolution temporelle, et assurant une deuxième évolution temporelle à une deuxième région de la surface de contact, et
- le deuxième signal de commande comporte une deuxième évolution temporelle assurant à la première région de la surface de contact une deuxième évolution temporelle, et assurant une deuxième évolution temporelle à la deuxième région de la surface de contact.
Ce procédé permet de générer des sensations tactiles distinctes, simultanément, en plusieurs emplacements de la portion d’une dalle tactile.
Avantageusement, le procédé comporte un ou plusieurs actionneurs additionnels comportant une opération d’émission simultanée d’un ou plusieurs signaux de commande additionnels pour commander un ou plusieurs actionneurs additionnels simultanément au premier actionneur et deuxième actionneur, les actionneurs additionnels étant solidaires de la surface de contact et provoquant un déplacement de ladite surface de contact, et les signaux de commande additionnels comportent chacun des évolutions temporelles additionnelles assurant à une première région de la surface de contact et à une deuxième première région de la surface de contact des évolutions temporelles additionnelles.
Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le procédé selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles:
- il comporte une ou plusieurs régions de contact additionnelles recevant des évolutions temporelles additionnelles issues d’actionneurs additionnels et caractérisé en ce que le nombre total d’actionneurs est égal ou supérieur au nombre total de régions.
- il comporte une combinaison pondérée d’un premier gauchissement dynamique, généré par le premier actionneur sous l’effet du premier signal de commande, et d’un deuxième gauchissement dynamique généré par le deuxième actionneur sous l’effet du deuxième signal de commande.
- il comporte une combinaison pondérée d’un premier gauchissement dynamique, généré par le premier actionneur sous l’effet du premier signal de commande, d’un deuxième gauchissement dynamique généré par le deuxième actionneur sous l’effet du deuxième signal de commande, et d’un ou plusieurs gauchissements dynamiques additionnels générés par un ou plusieurs actionneurs additionnels sous l’effet d’un ou plusieurs signaux de commande additionnels.
- lorsque la première région et la deuxième région sont connues à l’avance les premiers signaux de commande et les deuxièmes signaux de commande sont déterminés au moyen des opérations suivantes :
- a) identification, pour chacun des actionneurs et chacune des régions de la surface de contact, d’un spectre fréquentiel représentant la pondération en fonction de la fréquence de l’effet de l’actionneur sur toute région de la surface de contact ;
- b) calcul de la matrice inverse H-1 22de la matrice des spectres H22associant la première région et la deuxième région, au premier actionneur et au deuxième actionneur ;
- c) multiplication de la matrice inverse H-1 22par la matrice U21obtenue en empilant les spectres fréquentiels U1et U2issus de transformation du domaine temporel au domaine fréquentiel des déplacements désirés, (u1 et u2) de la surface de contact dans les régions (Z1 et Z2) ;
- d) transformation dans le domaine temporel des produits obtenus à l’étape c);
- e) application aux actionneurs.
- lorsque la première région et la deuxième région sont connues à l’avance, les premiers signaux de commande, les deuxièmes signaux de commande et les signaux additionnels éventuels sont déterminés au moyen des opérations suivantes :
- f) identification, pour chacun des actionneurs et chacune des régions de la surface de contact, d’un spectre fréquentiel représentant la pondération en fonction de la fréquence de l’effet de l’actionneur sur toute région de la surface de contact ;
- g) extraction des lignes correspondant aux régions α et β issues de la matrice des spectres Hijassociant chaque région (i) à chaque actionneurs (j) et empilant des dites lignes correspondant aux régions α et β en une seule matrice H(αβ)j;
- h) calcul de la matrice pseudo inverse H+ j( αβ )de H( αβ ) j;
- i) multiplication de la matrice pseudo inverse H+ j (αβ)par la matrice U(αβ)1obtenue en empilant les spectres fréquentiels Uαet Uβissus de transformation du domaine temporel au domaine fréquentiel des déplacements désirés, uαet uβ, de la surface de contact dans les régions α et β.
- j) transformation dans le domaine temporel des produits obtenus à l’étape i) ;
- k) application aux actionneurs.
- lorsque la première région, la deuxième région et les régions additionnelles éventuelles sont connues à l’avance, les premiers signaux de commande, les deuxièmes signaux de commande et les signaux additionnels éventuels sont déterminés au moyen des opérations suivantes :
- l) identification, pour chacun des actionneurs et chacune des régions de la surface de contact, d’un spectre fréquentiel représentant la pondération en fonction de la fréquence de l’effet de l’actionneur sur toute région de la surface de contact ;
- m) extraction des lignes correspondant à des régions α et β et des régions additionnelles issue de la matrice des spectres Hijassociant chaque région (i) à chaque actionneurs (j) et empilant des dites lignes correspondant aux régions α et β et aux régions additionnelles en une seule matrice Hcj;
- n) calcul de la matrice pseudo inverse H+ jcde Hcj;
- o) multiplication de la matrice pseudo inverse H+ jcpar la matrice Uc1obtenue en empilant les spectres fréquentiels issus de transformation des déplacements désirés, uαet uβ, de la surface de contact dans les régions α et β et des déplacements désirés additionnels.
- p) transformation dans le domaine temporel des produits obtenus à l’étape o) ;
- q) application aux actionneurs.
- lorsque la première ou la deuxième région varient au cours du temps, les premiers signaux de commande, les deuxièmes signaux de commande sont déterminés au moyen des opérations suivantes :
- r) identification, pour chacun des actionneurs et chacune des régions de la surface de contact, d’un spectre fréquentiel représentant la pondération en fonction de la fréquence de l’effet de l’actionneur sur toute région de la surface de contact ;
- s) calcul de la matrice inverse H-1 22de la matrice des spectres H22associant la première région et la deuxième région, au premier actionneur et au deuxième actionneur ;
- t) transformation dans le domaine temporel des produits obtenus à l’étape s) ;
- u) convolution matricielle du produit de l’étape t) par l’empilement des déplacements désirés.
- v) application aux actionneurs.
- lorsque la première région ou la deuxième région varient au cours du temps, les premiers signaux de commande, les deuxièmes signaux de commande et les signaux de commande additionnels éventuels sont déterminés au moyen des opérations suivantes :
- w) identification, pour chacun des actionneurs et chacune des régions de la surface de contact, d’un spectre fréquentiel représentant la pondération en fonction de la fréquence de l’effet de l’actionneur sur toute région de la surface de contact ;
- x) extraction des lignes correspondant aux régions α et β issue de la matrice des spectres Hijassociant chaque région (i) à chaque actionneurs (j) et empilant des dites lignes correspondant aux régions α et β en une seule matrice H(αβ)j;
- y) calcul de la matrice pseudo inverse H+ j ( αβ )de H( αβ ) j;
- z) transformation dans le domaine temporel des produits obtenus à l’étape y) ;
- aa) convolution matricielle du produit de l’étape z) par l’empilement des déplacements désirés ;
- bb) application aux actionneurs.
- lorsque la première région ou la deuxième région, ou les régions additionnelles éventuelles varient au cours du temps, les premiers signaux de commande, les deuxièmes signaux de commande et les signaux de commande additionnels éventuels sont déterminés au moyen des opérations suivantes :
- cc) identification, pour chacun des actionneurs et chacune des régions de la surface de contact, d’un spectre fréquentiel représentant la pondération en fonction de la fréquence de l’effet de l’actionneur sur toute région de la surface de contact ;
- dd) extraction des lignes correspondant à des régions α et β et des régions additionnelles issue de la matrice des spectres Hijassociant chaque région (i) à chaque actionneur (j) et empilant des dites lignes correspondant aux régions α et β et aux régions additionnelles en une seule matrice Hcj;
- ee) calcul de la matrice pseudo inverse H+ jcde Hcj;
- ff) transformation dans le domaine temporel des produits obtenus à l’étape ee);
- gg) convolution matricielle du produit de l’étape ff) par l’empilement des déplacements désirés ;
- hh) application aux actionneurs.
Un deuxième aspect de l’invention concerne une interface haptique mettant en œuvre le procédé ci-dessus, caractérisée en ce qu’elle comporte :
- une surface de contact (110) équipée d’un dispositif de détection et de localisation d’au moins un point de contact entre au moins un utilisateur (101) et ladite surface de contact ;
- au moins deux actionneurs (120) solidaires de la portion rigide, montés à distance l’un de l’autre et adaptés pour être actionnés simultanément afin de générer au moins un déplacement (D) de ladite portion rigide ; et
- une unité de traitement (130) adaptée pour piloter chaque actionneur (120) avec une évolution temporelle différente.
Avantageusement, l’interface haptique comporte un bâti dans lequel est montée la surface de contact.
De façon avantageuse, la surface de contact est reliée au bâti par l’intermédiaire des moyens de suspension viscoélastique.
Selon certains modes de réalisation, la surface de contact est encastrée rigidement sur tout son pourtour sur un bâti.
Selon certains modes de réalisation, la surface de contact est encastrée partiellement sur un bâti.
Selon certains modes de réalisation, la surface de contact est dans une condition d’encastrement bords libres.
Un troisième aspect de l’invention concerne un dispositif électronique interactif, caractérisé en ce qu’il comporte une interface haptique telle que définie ci-dessus.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures dans lesquelles:
Un exemple d’une interface haptique, dans laquelle des petits déplacements désirés évoluant au cours du temps sont générés en deux régions séparées d’une surface de contact, est décrit en détail ci-après, en référence aux dessins annexés. Cet exemple illustre les caractéristiques et avantages de l'invention. Il est toutefois rappelé que l'invention ne se limite pas à cet exemple.
Sur les figures, les éléments identiques sont repérés par des références identiques. Pour améliorer la lisibilité des figures, les échelles de taille entre éléments représentés ne sont pas respectées.
Les figures 1 et 2 représentent des exemples d’une interface haptique selon l’invention. Cette interface haptique 100 comporte :
- - une surface de contact 110 par laquelle l’utilisateur 101 peut interagir avec l’interface haptique 100,
- - des actionneurs 120 qui permettent de générer des petits déplacements de la surface de contact 110, et
- - une unité de traitement 130 qui permet, notamment, de piloter les actionneurs 120.Un exemple de réalisation d’un dispositif de mise en sécurité d’une cellule électrochimique de batterie est décrit en détail ci-après, en référence aux dessins annexés. Cet exemple illustre les caractéristiques et avantages de l'invention. Il est toutefois rappelé que l'invention ne se limite pas à cet exemple.
La surface de contact 110 est la face par laquelle l’utilisateur entre en contact avec l’interface haptique. Ce peut être la face d’une plaque mince flexible, par exemple réalisée dans un matériau transparent, de forme rectangulaire, comme représenté sur la figure 2. L’homme du métier comprendra que la surface de contact peut prendre d’autres formes que rectangulaires, comme par exemple circulaire, triangulaire ou trapézoïdale. La surface de contact peut également prendre d’autres formes que celle d’une plaque mince flexible. Elle peut être, par exemple, une coque de la forme d’une surface réglée. Elle peut être aussi une pièce de forme arbitraire, telle que possédant des surfaces gauches. Ces formes arbitraires permettront aussi des flexions et des déplacements de la coque sous l’effet de l’action d’actionneurs.
La surface de contact 110 comporte en outre un dispositif de détection et de localisation du contact - ou de la proximité - de l’utilisateur et détermine les coordonnées et peut en outre estimer la taille de la zone de contact. La surface de contact peut aussi comporter un dispositif de mesure de l’effort appliqué par l’utilisateur. De tels dispositifs de détection, de localisation du contact et de mesure de l’effort sont bien connus dans le domaine des surfaces tactiles et ne seront donc pas décrits plus en détail.
Dans la suite de la description, l’invention sera décrite pour un nombre de quatre actionneurs et pour deux zones ou régions distinctes. Il est bien entendu que le procédé peut s’appliquer à un nombre d’actionneurs différent de quatre, par exemple deux, trois, cinq, six, sept ou huit, tout en restant un nombre faible par rapport aux arts antérieurs décrits précédemment. De même, le procédé peut s’appliquer à un nombre de régions (ou zones) différentes de deux, par exemple trois, quatre, etc.
Dans l’exemple de la figure 1, deux doigts de l’utilisateur 101 sont en contact, simultanément, avec deux zones distinctes Z1 et Z2 de la surface de contact 110 de l’interface haptique 100. Chaque zone Z1 et Z2, appelée zones de contact ou régions, sont des portions de la surface de contact avec lesquelles l’utilisateur 101 est en contact mécanique. Dans l’exemple de la figure 1, l’utilisateur 101 est directement en interaction tactile avec l’interface haptique 100 en touchant, en appuyant, ou en glissant avec ses doigts sur la surface de contact.
Dans des variantes, l’utilisateur 101 peut être en contact tactile avec l’interface haptique 100 au moyen d’un seul doigt, de plusieurs doigts ou d’une autre partie de son corps. Il peut également être en contact avec l’interface haptique 100 de façon indirecte, par l’intermédiaire d’un équipement adapté tel qu’un stylet ou un gant tactile. La suite de la description sera donnée pour l’exemple d’un premier et d’un deuxième doigt d’un utilisateur, étant entendu qu’il peut s’agir d’une autre partie du corps de l’utilisateur ou d’un équipement adapté. De même les exemples donnés en référence à des premier et deuxième doigts d’un utilisateur peuvent être étendus à plusieurs doigts ou points de contact d’un même utilisateur ou à un doigt ou point de contact d’un premier utilisateur et un doigt ou point de contact d’un deuxième utilisateur.
Que l’interaction tactile entre l’utilisateur 101 et la surface de contact 110 soit un contact direct ou un contact indirect, la zone de la surface de contact peut être unique point ou être ensemble de zones contiguës ou discrètes comme dans l’exemple de la figure 1.
Les actionneurs 120 agissent sur la surface de contact 110 et sont configurés pour appliquer de petits déplacements à ladite surface de contact soit dans une direction tangentielle, soit dans une direction normale, soit par un moment de torsion comme expliqué ultérieurement. Les actionneurs 120 sont montés de façon à être solidaires de la plaque mince dont une face est la surface de contact 110. Les actionneurs 120, au moins au nombre de deux, sont positionnés à distance l’un de l’autre. Ils peuvent, par exemple, être positionnés en diagonale l’un par rapport à l’autre surface de contact 110 est de forme rectangulaire ou de façon diamétralement opposée si la surface de contact est circulaire. Lorsque les actionneurs 120 sont dans un nombre supérieur à deux, par exemple trois, quatre, ou plus, lesdits actionneurs sont répartis sur le pourtour de la surface de contact 110. Dans l’exemple de la figure 2, les actionneurs sont au nombre de quatre et sont positionnés chacun dans un angle de la surface de contact 110. L’homme du métier comprendra que plusieurs positions des actionneurs peuvent être envisagées, dès lors que lesdits actionneurs sont suffisamment distants les uns des autres pour effectuer des déplacements et des déformations différentes de la plaque mince.
Selon certains modes de réalisation, l’interface haptique comporte des moyens de suspension viscoélastique configurés pour permettre de petits déplacements, soit dans la direction normale, soit dans la direction tangentielle. Les moyens de suspension sont adaptés pour autoriser des petits déplacements de la plaque mince. Ces moyens de suspension viscoélastique peuvent être liés, par exemple, à un bâti fixe 180 représenté dans la figure 3. Les moyens de suspension viscoélastique peuvent être, par exemple, des joints en matière caoutchouteuse et/ou en élastomère, alvéolés ou non, fixés par exemple au moyen d’une couche adhésive viscoélastique de sorte à relier la plaque mince au bâti de l’interface haptique. Souvent la surface de contact est une face d’une plaque mince liée par adhésion à un cadre, ouvert ou non, faisant office de bâti. La surface de contact est alors capable de procurer des sensations haptiques grâce à des petits déplacements autour d’une position moyenne.
Selon certains modes de réalisation, la surface de contact 110, ou plaque flexible, est encastrée rigidement dans un bâti. Selon certains autres modes de réalisation, la plaque flexible est encastrée partiellement dans le bâti. Selon d’autres modes de réalisation, la plaque flexible est dans une condition d’encastrement à bords libres.
L’unité de traitement 130 assure le traitement des données reçues du dispositif de détection et de localisation et pilote les actionneurs 120. L’unité de traitement met en œuvre un procédé de coordination des actionneurs, configuré pour susciter des déplacements transitoires ou oscillants de la surface de contact autour d’un état neutre et commander un signal d’excitation mécanique – appelé aussi signal de commande - variable au cours du temps, à chaque actionneur 120. L’unité de traitement 130 met en œuvre, en outre, un procédé de gestion des interactions pour que deux sensations différentes soient perçues différemment par deux utilisateurs ou deux doigts d’une même main en fonction de l’usage que l’on veut permettre. Des exemples bien connus de tels usages, parmi un très grand nombre, sont de modifier le facteur d’agrandissement d’une image ou de provoquer la rotation d’une molette virtuelle dans le plan de la surface de contact.
L’interface haptique décrite ci-dessus met en œuvre un procédé de génération de sensations tactiles. Ce procédé permet à l’utilisateur de ressentir des sensations tactiles à chaque point de contact de l’utilisateur avec la surface de contact. Dans l’exemple de la figure 1, le procédé de l’invention permet à l’utilisateur 101 de ressentir des sensations haptiques dans chacun des deux doigts en contact avec la surface de contact, les sensations tactiles pouvant être différentes dans un doigt et dans l’autre. Dans d’autres exemples, non représentés sur les figures, plusieurs utilisateurs peuvent être en contact simultanément avec l’interface haptique, l’interface haptique étant alors apte à fournir des sensations tactiles à chacun des différents utilisateurs même lorsque ces derniers sont simultanément en contact avec ladite interface haptique.
Selon l’invention, les sensations tactiles sont générées par les actionneurs 120 commandés et pilotés par l’unité de traitement 130. Cette unité de traitement 130 met en œuvre des programmes informatiques de commande et de pilotage des actionneurs 120 afin de provoquer des déplacements de la plaque mince dont une face est la surface de contact. Un cas important de ce pilotage est lorsque qu’il est désiré de provoquer des sensations tactiles dans un doigt sans stimuler un autre doigt lui aussi en contact avec la même surface. Cet autre doigt sera donc en interaction avec une zone neutre.
Le procédé de l’invention a pour dessein de générer un déplacement de la surface tactile procurant à l’utilisateur une première sensation tactile dans un premier doigt à l’instant où son premier doigt entre en contact avec l’interface haptique et, en même temps, une deuxième sensation tactile dans son deuxième doigt au moment où son deuxième doigt entre en contact avec l’interface tactile, l’une des deux pouvant être neutre ou les deux sensations pouvant être différentes.
De façon plus précise, l’unité de traitement 130 met en œuvre un procédé de coordination des actionneurs 120 configuré pour tirer parti du principe de superposition linéaire des signaux qui s’applique dans le cas des petits déplacements des corps solides. Ceci rend possible en particulier de produire simultanément une sensation dans un seul doigt et une autre sensation dans un autre doigt, qu’elles soient transitoires ou persistantes, tel que décrit plus haut.
Deux exemples de dalles tactiles sont représentés sur les figures 3 et 4 avec des configurations différentes d’actionneurs 120. Dans l’exemple de la figure 3, les actionneurs 120 appliquent des efforts sur la plaque mince dans la direction Z normale à la surface de contact 110. Dans l’exemple de la figure 4, les actionneurs 120 appliquent des moments de torsion sur la plaque mince autour d’une direction tangente à la surface de contact 110. Chaque actionneur 120 est monté solidaire de la plaque mince, dans un angle de surface de contact. De tels actionneurs peuvent comporter un circuit magnétique qui interagit avec une ou plusieurs bobines et peuvent adopter de très nombreuses configurations : planaires, radiales, axiales, etc. Ces moteurs peuvent appliquer un effort sur la plaque mince en prenant appui sur un socle ou en agissant sur une masselotte par application du principe de conservation du moment cinétique. Il est aussi possible d’employer des actionneurs de type piézoélectrique généralement associés à un dispositif d’amplification du mouvement. Les actionneurs piézoélectriques étant rigides, ils sont adaptés à provoquer des déplacements de flexion dans une plaque mince selon des configurations monomorphes ou bimorphes. Les actionneurs sont configurés par paires opposées et sont orientés pour faciliter les petits déplacements et les petites déformations de la plaque mince dans une large plage de fréquences. L’intensité de chacun des efforts est déterminée par l’unité de traitement 130 de sorte que l’action combinée desdits efforts des différents actionneurs 120 permet de susciter des déplacements voulus évoluant au cours du temps dans des zones désignées de la surface de contact. Les figures 5 et 6 montrent que des actionneurs peuvent être configurés pour provoquer des flexions selon différentes directions et depuis divers emplacements. En particulier, la figure 5 montre un mode de réalisation où quatre actionneurs 120 sont positionnés dans les angles de la surface de contact 110 et exercent des efforts de flexion sur la plaque dans des directions variées. La figure 6 montre un mode de réalisation où quatre actionneurs 120 sont positionnés près des bords de la surface de contact, entre deux angles de ladite surface – par exemple à mi-distance entre deux angles consécutifs – et exercent des efforts de flexion sur la plaque.
La figure 7 montre un exemple simple d’un tel déplacement où les quatre actionneurs 120, sous l’effet de quatre commandes identiques, déplacent la plaque mince dans la direction Z normale à la surface de contact 110. Des déplacements rapides associés à de fortes accélérations peuvent donner lieu à des forces inertielles suffisantes pour provoquer une déformation de la plaque mince et donc de la surface de contact 110 sous la forme d’un bombement convexe ou concave selon leur signe. L’homme du métier reconnaitra dans cette déformation l’excitation d’un mode principal superposé à un mouvement de corps rigide tel qu’il est décrit dans les traités de mécanique des structures. L’homme du métier reconnaitra aussi que la géométrie des modes dépend fortement des conditions d’encastrement de la plaque mince qui peuvent être simples ou complexes, donnant lieu à une très grande variété de géométries de déformations. La figure 8 représente un mode de réalisation semblable à celui de la figure 3, mais dans lequel quatre actionneurs 120 exercent des poussées, dans la direction normale Z, propres à provoquer un déplacement pivotant autour d’un axe de la surface de contact de sorte tel qu’un doigt en contact avec cette surface, sur une ligne 140, ne recevra aucun signal tactile alors qu’un doigt en contact éloigné de cette ligne 140 recevra un signal. La figure 8 montre comment une combinaison de commandes aux quatre actionneurs 120 peut provoquer le pivotement de la plaque mince autour d’un axe contenu dans la surface de contact, causant ainsi l’annulation des déplacements le long d’une ligne 140. Un doigt en contact avec l’emplacement 150 ne sera donc pas tactilement stimulé alors qu’un doigt en contact avec l’emplacement 160 le sera. Comme dans l’exemple de la figure 7, de fortes accélérations peuvent provoquer l’excitation de modes, qui dans ce cas ne peuvent pas être décrits de manière simple et qui se superposent au déplacement de corps rigide. Les figures 9 et 10 montrent de façon intuitive comment certaines combinaisons de commandes d’actionneurs agissant dans la direction normale à la plaque mince, ou qui lui appliquent des efforts de torsion, peuvent provoquer des déformations quasi-statiques de cette plaque mince auxquelles s’ajoutent des modes de déformation dynamiques simples ou d’ordres supérieurs. En particulier, la figure 9 montre un mode réalisation dans lequel les quatre actionneurs 120 exercent des poussées dans la direction normale propres à provoquer une flexion de la surface de contact 110 sous l’effet d’efforts. La figure 10 montre un mode réalisation dans lequel les quatre actionneurs 120 exercent des efforts de flexion statiques ou dynamiques dans la surface de contact 110 provoquant un gauchissement statique ou dynamique de cette surface.
La figure 11 montre un exemple réel de la déformation instantanée d’une plaque mince apte à être employée dans une interface haptique, dans ce cas libre à son pourtour, quand un premier actionneur A1 lui applique un effort impulsionnel et quand un deuxième actionneur A2 lui applique le même effort impulsionnel dans la mesure où les deux actionneurs A1 et A2 sont éloignés l’un de l’autre. Si les deux efforts impulsionnels étaient appliqués simultanément, la déformation instantanée de la plaque mince serait la somme des deux déformations instantanées. Puisque les déplacements de tous les points d’une plaque varient au cours du temps sous l’effet d’excitations appliquées à divers points de cette plaque par des actionneurs, il est possible de représenter ces effets sous la forme de spectres fréquentiels qui représentent la pondération en fonction de la fréquence de l’effet d’un actionneur sur tout point de la plaque. La figure 12 montre le cas réel d’une interface haptique où de tels spectres sont représentés par des courbes 210 dont la déviation verticale mesure l’influence de chacun de quatre actionneurs sur un point α de la surface de contact en fonction de la fréquence d’excitation variant de 0 à 1000 Hz.
Il est donc possible de représenter le comportement de plusieurs régions de la plaque mince, désignées par un indice, i, excitées par plusieurs actionneurs désignés par un indice, j, par une matrice de spectres, Hij, réunissant tous les spectres hijcaractéristiques de l’association de chaque zone avec chaque actionneur :
où les Uisont les spectres des déplacements des i régions de la plaque mince et les Sjsont les signaux de commande des j actionneurs. L’homme du métier reconnaitra que de tels spectres peuvent être obtenus de façon routinière si l’on mesure les déplacements de région de la plaque mince, par exemple, par vibrométrie optique, en plaçant des accéléromètres dans les régions d’intérêt, ou par d’autres méthodes. On peut alors procéder à l’identification des spectres par des excitations sinusoïdales à fréquence glissante, par excitation par un bruit blanc, en encore par la réponse impulsionnelle. C’est par une méthode de ce type que la figure 12 a été obtenue.
La figure 13 représente les étapes d’un procédé de détermination des signaux de commande de quatre actionneurs permettant de produire des déplacements distincts désirés simultanément en deux différentes régions lorsque ces régions sont connues par avance. Dans la variante montrée par la figure 13, le procédé mis en œuvre par l’interface haptique 100 permet la gestion des stimulations multiples. Si, par exemple, l’interface haptique détecte la présence d’un premier doigt en un emplacement, α, de surface de contact 110 qui doit être stimulé et qu’un deuxième doigt est détecté en un autre emplacement, β, qui doit être aussi stimulé alors l’unité de traitement 130 est apte à appliquer les calculs indiqués par la figure 13.
Dans la figure 13, l’évolution des déplacements uαet uβvoulus aux emplacements des régions α et β sont extraits de la mémoire de l’unité de calcul 130 ou sont calculés en fonction de données extérieures à l’étape 301 et leurs spectres Uαet Uβcalculés à l’étape 302. Ce calcul peut s’effectuer par la méthode de la transformée de Fourier rapide aussi connue sous le nom de transformation de Fourier discrète (TFD). Il faut noter que l’étape 302 est optionnelle si ces signaux sont connus à l’avance auquel cas leurs spectres discrets peuvent être précalculés et mémorisés par l’unité de traitement 130. Les lignes HαjHβjsont alors extraites à l’étape 303 de la matrice des spectres Hijet combinées en une sous-matrice H(αβ) j. Cette matrice de spectres possède, par exemple, quatre colonnes et deux lignes si l’interface haptique est dotée de quatre actionneurs et que deux emplacements de régions sont sélectionnés. Chaque spectre contenu dans la matrice a une longueur égale au nombre de points résultants de la TFD. L’étape 304 procède au calcul de la matrice H+ j (αβ)pseudo inverse de la matrice H(αβ) jpour chaque fréquence auxquelles les spectres sont connus. Cette pseudo inverse peut être calculée au sens de Moore-Penrose comme il est bien connu par l’homme de l’art, ce qui dans ce cas minimise la norme euclidienne des valeurs résultantes de leur produit par un vecteur. Il est aussi connu par l’homme de l’art que d’autres matrices pseudo inverses peuvent être calculées afin d’optimiser d’autres critères par la minimisation d’autres normes. À l’étape 305, la matrices pseudo inverse est multipliée par la matrice à deux lignes et une colonne U(αβ)1composée des spectres Uαet Uβ. A l’étape 306, la transformée de Fourier inverse est appliquée au produit matriciel de H+ j (αβ)par U(αβ)1afin de synthétiser l’évolution au cours du temps des quatre signaux pour chacun des quatre actionneurs. Ces évolutions sont appliquées aux actionneurs à l’étape 307 par l’unité de traitement 130. Il faut aussi noter que les étapes 303, 304, 305 et 306 sont optionnelles si les données sont connues à l’avance ; dans ce cas, les résultats de chaque étape peuvent être précalculés et mémorisés par l’unité de traitement 130.
La figure 14 représente les étapes d’un procédé de détermination des signaux de commande de quatre actionneurs permettant de produire des déplacements distincts désirés simultanément en deux différentes régions lorsque l’emplacement de ces régions varient au cours du temps. En particulier, la figure 14 montre une chaîne de calculs ou de pré-calculs semblables à celle de la figure 13 avec des étapes 401, 402, 403 et 404 identiques aux étapes 301, 302, 303 et 304 de la figure 13. Dans la variante de la figure 14, les étapes 405 et 406 s’effectuent dans le domaine temporel plutôt que dans le domaine de Fourier. Cette chaîne de calculs et de pré-calculs est appropriée dans le cas où les emplacements α et β ne sont pas connus à l’avance et où l’évolution temporelle des signaux doit être réactualisée en temps réel. Dans un tel cas, les vecteurs issus de l’étape 405 s’appellent des noyaux de convolution, h+ αjet h+ βj, formant un noyau H+ j (αβ) ,qui peuvent être calculés en temps réel ou précalculés.
La figure 15 montre le résultat de l’application des chaînes de traitement des figures 13 et 14. Elle montre comment une combinaison pondérée au cours du temps des gauchissements dynamiques provoqués par les quatre actionneurs excités par des formes d’onde spécifiques peuvent reconstruire des déplacements désirés D si bien que, en un point désiré α, une forme d’onde voulue (ici une ondelette de Ricker), alors que, simultanément, un autre point désiré β reste immobile. D’autres points de la surface sont libres de se déplacer sans affecter le fonctionnement tactile de l’interface haptique. En particulier, les déplacements d’une plaque mince déformée par l’action de quatre actionneurs sont montrés aux instants 501, 502, 503, 504, 505 et 506 et où les emplacements α et β sont indiqués. Dans ce cas particulier, il est voulu que le déplacement de l’emplacement α évolue selon une ondelette de Ricker autrement connue sous le nom de chapeau mexicain alors que l’emplacement β reste immobile. Les évolutions temporelles sur une période de 25ms sont indiquées dans la portion inférieure de la figure15 où l’on peut voir les trajectoires temporelles des régions au voisinage des emplacements et Les calculs de mise en œuvre du procédé ont été illustrés pour le cas d’un nombre arbitraire d’actionneurs déterminant l’évolution temporelle des déplacements de deux régions distinctes, cependant il sera facile à l’homme de l’art d’étendre ce procédé à un plus grand nombre de régions d’une surface de contact dont on désire déterminer les trajectoires indépendamment et simultanément.
Bien que décrit à travers un certain nombre d'exemples, variantes et modes de réalisation, le procédé de génération de sensations tactiles de l’invention et l’interface haptique mettant en œuvre ce procédé comprennent divers variantes, modifications et perfectionnements qui apparaîtront de façon évidente à l'homme du métier, étant entendu que ces variantes, modifications et perfectionnements font partie de la portée de l'invention.
Claims (18)
- Procédé de génération d’une sensation tactile destinée à être ressentie par un utilisateur (101) en contact avec une surface de contact (110) d’une interface haptique (100), comportant une opération d’émission simultanée d’un premier signal de commande pour commander un premier actionneur (120) et d’un deuxième signal de commande pour commander un deuxième actionneur (120), simultanément au premier actionneur, les premier et deuxième actionneurs étant solidaires de la surface de contact et provoquant un déplacement de ladite surface de contact, caractérisé en ce que :
- le premier signal de commande comporte une première évolution temporelle assurant à une première région de la surface de contact (Z1) une première évolution temporelle, et assurant une deuxième évolution temporelle à une deuxième région de la surface de contact (Z2), et
- le deuxième signal de commande comporte une deuxième évolution temporelle assurant à la première région de la surface de contact (Z1) une deuxième évolution temporelle, et assurant une deuxième évolution temporelle à la deuxième région de la surface de contact (Z2).
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte un ou plusieurs actionneurs additionnels comportant une opération d’émission simultanée d’un ou plusieurs signaux de commande additionnels pour commander un ou plusieurs actionneurs additionnels (120) simultanément au premier actionneur et deuxième actionneur, les actionneurs additionnels étant solidaires de la surface de contact et provoquant un déplacement de ladite surface de contact, et en ce que :
- les signaux de commande additionnels comportent chacun des évolutions temporelles additionnelles assurant à une première région de la surface de contact et à une deuxième première région de la surface de contact des évolutions temporelles additionnelles.
- Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu’il comporte une ou plusieurs régions de contact additionnelles recevant des évolutions temporelles additionnelles issues d’actionneurs additionnels et caractérisé en ce que le nombre total d’actionneurs est égal ou supérieur au nombre total de régions.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte une combinaison pondérée d’un premier gauchissement dynamique, généré par le premier actionneur sous l’effet du premier signal de commande, et d’un deuxième gauchissement dynamique généré par le deuxième actionneur sous l’effet du deuxième signal de commande.
- Procédé selon la revendications 2 caractérisé en ce qu’il comporte une combinaison pondérée d’un premier gauchissement dynamique, généré par le premier actionneur sous l’effet du premier signal de commande, d’un deuxième gauchissement dynamique généré par le deuxième actionneur sous l’effet du deuxième signal de commande, et d’un ou plusieurs gauchissements dynamiques additionnels générés par un ou plusieurs actionneurs additionnels sous l’effet d’un ou plusieurs signaux de commande additionnels.
- Procédé selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que lorsque la première région et la deuxième région sont connues à l’avance les premiers signaux de commande et les deuxièmes signaux de commande sont déterminés au moyen des opérations suivantes :
- a) identification, pour chacun des actionneurs et chacune des régions de la surface de contact, d’un spectre fréquentiel représentant la pondération en fonction de la fréquence de l’effet de l’actionneur sur toute région de la surface de contact ;
- b) calcul de la matrice inverse H-1 22de la matrice des spectres H22associant la première région et la deuxième région, au premier actionneur et au deuxième actionneur ;
- c) multiplication de la matrice inverse H-1 22par la matrice U21obtenue en empilant les spectres fréquentiels U1et U2issus de transformation du domaine temporel au domaine fréquentiel des déplacements désirés, (u1et u2) de la surface de contact dans les régions (Z1 et Z2) ;
- d) transformation dans le domaine temporel des produits obtenus à l’étape c) ;
- e) application aux actionneurs.
- Procédé selon les revendications 2 et 5, caractérisé en ce que, lorsque la première région et la deuxième région sont connues à l’avance, les premiers signaux de commande, les deuxièmes signaux de commande et les signaux additionnels éventuels sont déterminés au moyen des opérations suivantes :
- f) identification, pour chacun des actionneurs et chacune des régions de la surface de contact, d’un spectre fréquentiel représentant la pondération en fonction de la fréquence de l’effet de l’actionneur sur toute région de la surface de contact ;
- g) extraction des lignes correspondant aux régions α et β issues de la matrice des spectres Hijassociant chaque région (i) à chaque actionneurs (j) et empilant des dites lignes correspondant aux régions α et β en une seule matrice H(αβ)j;
- h) calcul de la matrice pseudo inverse H+ ( j ( αβ )de H( αβ )j;
- i) multiplication de la matrice pseudo inverse H+ j (αβ)par la matrice U(αβ)1obtenue en empilant les spectres fréquentiels Uαet Uβissus de transformation du domaine temporel au domaine fréquentiel des déplacements désirés, uαet uβ, de la surface de contact dans les régions α et β.
- j) transformation dans le domaine temporel des produits obtenus à l’étape i) ;
- k) application aux actionneurs.
- Procédé selon les revendications 2, 3 et 5, caractérisé en ce que, lorsque la première région, la deuxième région et les régions additionnelles éventuelles sont connues à l’avance, les premiers signaux de commande, les deuxièmes signaux de commande et les signaux additionnels éventuels sont déterminés au moyen des opérations suivantes :
- l) identification, pour chacun des actionneurs et chacune des régions de la surface de contact, d’un spectre fréquentiel représentant la pondération en fonction de la fréquence de l’effet de l’actionneur sur toute région de la surface de contact ;
- m) extraction des lignes correspondant à des régions α et β et des régions additionnelles issue de la matrice des spectres Hijassociant chaque région (i) à chaque actionneurs (j) et empilant des dites lignes correspondant aux régions α et β et aux régions additionnelles en une seule matrice Hcj;
- n) calcul de la matrice pseudo inverse H+ jcde Hcj;
- o) multiplication de la matrice pseudo inverse H+ jc par la matrice Uc1obtenue en empilant les spectres fréquentiels issus de transformation des déplacements désirés, uαet uβ, de la surface de contact dans les régions α et β et des déplacements désirés additionnels.
- p) transformation dans le domaine temporel des produits obtenus à l’étape o) ;
- q) application aux actionneurs.
- Procédé selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que, lorsque la première ou la deuxième région varient au cours du temps, les premiers signaux de commande, les deuxièmes signaux de commande sont déterminés au moyen des opérations suivantes :
- r) identification, pour chacun des actionneurs et chacune des régions de la surface de contact, d’un spectre fréquentiel représentant la pondération en fonction de la fréquence de l’effet de l’actionneur sur toute région de la surface de contact ;
- s) calcul de la matrice inverse H-1 22de la matrice des spectres H22associant la première région et la deuxième région, au premier actionneur et au deuxième actionneur ;
- t) transformation dans le domaine temporel des produits obtenus à l’étape s) ;
- u) convolution matricielle du produit de l’étape t) par l’empilement des déplacements désirés.
- v) application aux actionneurs.
- Procédé selon les revendications 2 et 5, caractérisé en ce que, lorsque la première région ou la deuxième région varient au cours du temps, les premiers signaux de commande, les deuxièmes signaux de commande et les signaux de commande additionnels éventuels sont déterminés au moyen des opérations suivantes :
- w) identification, pour chacun des actionneurs et chacune des régions de la surface de contact, d’un spectre fréquentiel représentant la pondération en fonction de la fréquence de l’effet de l’actionneur sur toute région de la surface de contact ;
- x) extraction des lignes correspondant aux régions α et β issue de la matrice des spectres Hijassociant chaque région (i) à chaque actionneurs ( j) et empilant des dites lignes correspondant aux régions α et β en une seule matrice H(αβ)j;
- y) calcul de la matrice pseudo inverse H+ j ( αβ )de H( αβ ) j;
- z) transformation dans le domaine temporel des produits obtenus à l’étape y) ;
- aa) convolution matricielle du produit de l’étape z) par l’empilement des déplacements désirés ;
- bb) application aux actionneurs.
- Procédé selon les revendications 2, 3 et 5, caractérisé en ce que, lorsque la première région ou la deuxième région, ou les régions additionnelles éventuelles varient au cours du temps, les premiers signaux de commande, les deuxièmes signaux de commande et les signaux de commande additionnels éventuels sont déterminés au moyen des opérations suivantes :
- cc) identification, pour chacun des actionneurs et chacune des régions de la surface de contact, d’un spectre fréquentiel représentant la pondération en fonction de la fréquence de l’effet de l’actionneur sur toute région de la surface de contact ;
- dd) extraction des lignes correspondant à des régions α et β et des régions additionnelles issue de la matrice des spectres Hijassociant chaque région (i) à chaque actionneur (j) et empilant des dites lignes correspondant aux régions α et β et aux régions additionnelles en une seule matrice Hcj;
- ee) calcul de la matrice pseudo inverse H+ jcde Hcj;
- ff) transformation dans le domaine temporel des produits obtenus à l’étape ee) ;
- gg) convolution matricielle du produit de l’étape ff) par l’empilement des déplacements désirés ;
- hh) application aux actionneurs.
- Interface haptique (100) mettant en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu’elle comporte :
- une surface de contact (110) équipée d’un dispositif de détection et de localisation d’au moins un point de contact entre au moins un utilisateur (101) et ladite surface de contact ;
- au moins deux actionneurs (120) solidaires de la portion rigide, montés à distance l’un de l’autre et adaptés pour être actionnés simultanément afin de générer au moins un déplacement (D) de ladite portion rigide ; et
- une unité de traitement (130) adaptée pour piloter chaque actionneur (120) avec une évolution temporelle différente.
- Interface haptique selon la revendication 12, caractérisée en ce qu’elle comporte un bâti dans lequel est montée la surface de contact (110).
- Interface selon la revendication 13, caractérisée en ce que la surface de contact (110) est reliée au bâti par l’intermédiaire des moyens de suspension viscoélastique.
- Interface selon la revendication 12, caractérisée en ce que la surface de contact (110) est encastrée rigidement sur tout son pourtour sur un bâti.
- Interface selon la revendication 12, caractérisée en ce que la surface de contact (110) est encastrée partiellement sur un bâti.
- Interface selon la revendication 12, caractérisée en ce que la surface de contact (110) est dans une condition d’encastrement bords libres.
- Dispositif électronique interactif, caractérisé en ce qu’il comporte une interface haptique (100) selon l’une quelconque des revendications 12 à 17.
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|---|---|---|---|---|
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Citations (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7148789B2 (en) | 2004-09-09 | 2006-12-12 | Motorola, Inc. | Handheld device having multiple localized force feedback |
| US20080068334A1 (en) | 2006-09-14 | 2008-03-20 | Immersion Corporation | Localized Haptic Feedback |
| US20080100568A1 (en) | 2006-10-30 | 2008-05-01 | Koch Paul B | Electronic device providing tactile feedback |
| WO2009085060A1 (fr) | 2007-12-31 | 2009-07-09 | Apple Inc. | Ecran d'affichage à touches multiples avec retour tactile localisé |
| US20100156818A1 (en) | 2008-12-23 | 2010-06-24 | Apple Inc. | Multi touch with multi haptics |
| US7973769B2 (en) | 2006-12-29 | 2011-07-05 | Immersion Corporation | Localized haptic feedback |
| US8174372B2 (en) | 2008-06-26 | 2012-05-08 | Immersion Corporation | Providing haptic feedback on a touch surface |
| US8339250B2 (en) | 2008-10-10 | 2012-12-25 | Motorola Mobility Llc | Electronic device with localized haptic response |
| US8378797B2 (en) | 2009-07-17 | 2013-02-19 | Apple Inc. | Method and apparatus for localization of haptic feedback |
| US8390594B2 (en) | 2009-08-18 | 2013-03-05 | Immersion Corporation | Haptic feedback using composite piezoelectric actuator |
| US8593409B1 (en) | 2008-10-10 | 2013-11-26 | Immersion Corporation | Method and apparatus for providing haptic feedback utilizing multi-actuated waveform phasing |
| US20140132568A1 (en) * | 2012-04-27 | 2014-05-15 | Panasonic Corporation | Haptic feedback device, haptic feedback method, driving signal generating device and driving signal generation method |
| EP2742410A2 (fr) | 2011-05-10 | 2014-06-18 | North Western University | Dispositif à interface tactile ayant une surface multi-tactile électrostatique et procédé pour la commande du dispositif |
| US20150138157A1 (en) | 2012-05-18 | 2015-05-21 | Nvf Tech Ltd | Vibratory Panel Devices and Methods for Controlling Vibratory Panel Devices |
| US9164586B2 (en) | 2012-11-21 | 2015-10-20 | Novasentis, Inc. | Haptic system with localized response |
| US9436284B2 (en) | 2012-06-06 | 2016-09-06 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Time-reversal tactile stimulation interface |
| US9448628B2 (en) | 2013-05-15 | 2016-09-20 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Localized key-click feedback |
| US9449476B2 (en) | 2011-11-18 | 2016-09-20 | Sentons Inc. | Localized haptic feedback |
| US9600071B2 (en) | 2011-03-04 | 2017-03-21 | Apple Inc. | Linear vibrator providing localized haptic feedback |
| US20180008144A1 (en) | 2015-02-27 | 2018-01-11 | Kowa Company, Ltd. | Tomographic image capturing device |
| US20180081438A1 (en) | 2016-09-21 | 2018-03-22 | Apple Inc. | Haptic structure for providing localized haptic output |
| WO2018178582A1 (fr) | 2017-03-31 | 2018-10-04 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Interface offrant une modulation de friction localisée par lubrification acoustique |
| WO2019122762A1 (fr) | 2017-12-21 | 2019-06-27 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Dispositif surfacique offrant une deformation localisee amelioree |
| FR3076017A1 (fr) | 2017-12-21 | 2019-06-28 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Dispositif surfacique offrant une deformation localisee amelioree |
| US10504342B1 (en) * | 2018-06-12 | 2019-12-10 | Immersion Corporation | Devices and methods for providing localized haptic effects to a display screen |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10289199B2 (en) | 2008-09-29 | 2019-05-14 | Apple Inc. | Haptic feedback system |
-
2019
- 2019-12-12 FR FR1914269A patent/FR3104762B1/fr active Active
-
2020
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- 2020-12-10 EP EP20820176.4A patent/EP4073619A1/fr active Pending
Patent Citations (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7148789B2 (en) | 2004-09-09 | 2006-12-12 | Motorola, Inc. | Handheld device having multiple localized force feedback |
| US20080068334A1 (en) | 2006-09-14 | 2008-03-20 | Immersion Corporation | Localized Haptic Feedback |
| US20080100568A1 (en) | 2006-10-30 | 2008-05-01 | Koch Paul B | Electronic device providing tactile feedback |
| US7973769B2 (en) | 2006-12-29 | 2011-07-05 | Immersion Corporation | Localized haptic feedback |
| WO2009085060A1 (fr) | 2007-12-31 | 2009-07-09 | Apple Inc. | Ecran d'affichage à touches multiples avec retour tactile localisé |
| US8174372B2 (en) | 2008-06-26 | 2012-05-08 | Immersion Corporation | Providing haptic feedback on a touch surface |
| US8593409B1 (en) | 2008-10-10 | 2013-11-26 | Immersion Corporation | Method and apparatus for providing haptic feedback utilizing multi-actuated waveform phasing |
| US8339250B2 (en) | 2008-10-10 | 2012-12-25 | Motorola Mobility Llc | Electronic device with localized haptic response |
| US20100156818A1 (en) | 2008-12-23 | 2010-06-24 | Apple Inc. | Multi touch with multi haptics |
| US8686952B2 (en) | 2008-12-23 | 2014-04-01 | Apple Inc. | Multi touch with multi haptics |
| US8378797B2 (en) | 2009-07-17 | 2013-02-19 | Apple Inc. | Method and apparatus for localization of haptic feedback |
| US8890668B2 (en) | 2009-07-17 | 2014-11-18 | Apple Inc. | Method and apparatus for localization of haptic feedback |
| US8390594B2 (en) | 2009-08-18 | 2013-03-05 | Immersion Corporation | Haptic feedback using composite piezoelectric actuator |
| US9600071B2 (en) | 2011-03-04 | 2017-03-21 | Apple Inc. | Linear vibrator providing localized haptic feedback |
| EP2742410A2 (fr) | 2011-05-10 | 2014-06-18 | North Western University | Dispositif à interface tactile ayant une surface multi-tactile électrostatique et procédé pour la commande du dispositif |
| US9449476B2 (en) | 2011-11-18 | 2016-09-20 | Sentons Inc. | Localized haptic feedback |
| US20140132568A1 (en) * | 2012-04-27 | 2014-05-15 | Panasonic Corporation | Haptic feedback device, haptic feedback method, driving signal generating device and driving signal generation method |
| US20150138157A1 (en) | 2012-05-18 | 2015-05-21 | Nvf Tech Ltd | Vibratory Panel Devices and Methods for Controlling Vibratory Panel Devices |
| US9436284B2 (en) | 2012-06-06 | 2016-09-06 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Time-reversal tactile stimulation interface |
| US9164586B2 (en) | 2012-11-21 | 2015-10-20 | Novasentis, Inc. | Haptic system with localized response |
| US9448628B2 (en) | 2013-05-15 | 2016-09-20 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Localized key-click feedback |
| US20180008144A1 (en) | 2015-02-27 | 2018-01-11 | Kowa Company, Ltd. | Tomographic image capturing device |
| US20180081438A1 (en) | 2016-09-21 | 2018-03-22 | Apple Inc. | Haptic structure for providing localized haptic output |
| WO2018178582A1 (fr) | 2017-03-31 | 2018-10-04 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Interface offrant une modulation de friction localisée par lubrification acoustique |
| WO2019122762A1 (fr) | 2017-12-21 | 2019-06-27 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Dispositif surfacique offrant une deformation localisee amelioree |
| FR3076017A1 (fr) | 2017-12-21 | 2019-06-28 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Dispositif surfacique offrant une deformation localisee amelioree |
| US10504342B1 (en) * | 2018-06-12 | 2019-12-10 | Immersion Corporation | Devices and methods for providing localized haptic effects to a display screen |
Non-Patent Citations (8)
| Title |
|---|
| A. B. DHIABC. HUDIN: "Confinement of Vibrotactile Stimuli in Narrow Plates", IEEE WORLD HAPTICS CONFÉRENCE, 2019, pages 431 - 436, XP033608852, DOI: 10.1109/WHC.2019.8816081 |
| E. ENFERAD: "Generating controlled localized stimulations on haptic displays by modal superimposition", JOURNAL OF SOUND AND VIBRATION, vol. 449, 2019, pages 196 - 213 |
| E. MALLINCKRODTA. L. HUGHESW. SLEATOR: "Perception by the skin of electrically induced vibrations", SCIENCE, vol. 118, no. 3062, 1953, pages 277 - 278, XP055305118 |
| H. TANGD. BEEBE: "A microfabricated electrostatic haptic display for persons with visual impairments", IEEE TRANSACTIONS ON RÉHABILITATION ENGINEERING, vol. 6, no. 3, 1998, pages 241 - 248 |
| J. H. WOOJ. G. IH: "Vibration rendering on a thin plate with actuator array at the periphery", JOURNAL OF SOUND AND VIBRATION, vol. 349, 2015, pages 150 - 162, XP029157321, DOI: 10.1016/j.jsv.2015.03.031 |
| KAVANAGH, R. J.: "The application of matrix methods to multi-variable control systems", JOURNAL OF THE FRANKLIN INSTITUTE, vol. 262, no. 5, 1956, pages 349 - 367 |
| L. PANTERAC. HUDIN: "Sparse Actuator Array Combined with Inverse Filter for Multitouch Vibrotactile Stimulation", IEEE WORLD HAPTICS CONFÉRENCE, 2019, pages 19 - 24, XP033608876, DOI: 10.1109/WHC.2019.8816107 |
| POINCARÉ, H.: "Etude du récepteur téléphonique", ECLAIRAGE ELECTRIQUE, vol. 50, 1907, pages 221 - 372 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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