FR3123491A1 - Car driving simulator - Google Patents
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Abstract
Simulateur de conduite automobile comprenant un cockpit de véhicule automobile destiné à recevoir un conducteur, ce simulateur de conduite automobile comprenant, en outre, - un dispositif de réalité virtuelle configuré pour générer un contenu visuel;- un dispositif de suivi du regard du conducteur configuré pour estimer une direction du regard du conducteur ;- un projecteur de réalité virtuelle configuré pour projeter le contenu visuel dans la direction estimée du regard du conducteur. Figure pour l’abrégé : Fig.1Automotive driving simulator comprising a motor vehicle cockpit intended to receive a driver, this automotive driving simulator further comprising - a virtual reality device configured to generate visual content; - a device for tracking the driver's gaze configured to estimating a direction of the driver's gaze;- a virtual reality projector configured to project the visual content in the estimated direction of the driver's gaze. Figure for the abstract: Fig.1
Description
La présente invention a trait au domaine technique des simulateurs de conduite automobile, et plus particulièrement à l'utilisation de la réalité virtuelle dans ce domaine.The present invention relates to the technical field of automobile driving simulators, and more particularly to the use of virtual reality in this field.
Un simulateur de conduite automobile permet de simuler la conduite d'un véhicule automobile dans un environnement de conduite virtuel. Pour cela, un générateur de scènes routières couplé à un cockpit de véhicule automobile reproduisant au moins partiellement l'intérieur d'un véhicule automobile produit, selon un scénario de roulage prédéfini, des scènes routières. Ces scènes routières sont projetées par un projecteur sur un écran couvrant au moins partiellement le champ de vision du conducteur.A car driving simulator makes it possible to simulate the driving of a motor vehicle in a virtual driving environment. For this, a road scene generator coupled to a motor vehicle cockpit reproducing at least partially the interior of a motor vehicle produces, according to a predefined driving scenario, road scenes. These road scenes are projected by a projector onto a screen covering at least partially the driver's field of vision.
Outre la scène routière, des informations additionnelles telles que des informations de navigation, des informations d'aide à la conduite et/ou des informations de loisir sont également projetées à l'attention du conducteur.In addition to the road scene, additional information such as navigation information, driving assistance information and/or leisure information is also projected for the attention of the driver.
Un inconvénient majeur des simulateurs de conduite existants est que les informations additionnelles sont souvent affichées dans une zone dédiée fixe de l'écran de projection, une sorte de fenêtre d’affichage virtuelle dans l’environnement de conduite virtuel. Cette fenêtre peut être source de contraintes techniques (position, dimensions maximales, résolution, contenus/animations possibles) limitant le champ des possibles lorsque l’on veut maquetter des interfaces Homme/Machine en réalité augmentée.A major drawback of existing driving simulators is that the additional information is often displayed in a fixed dedicated area of the projection screen, a sort of virtual display window in the virtual driving environment. This window can be a source of technical constraints (position, maximum dimensions, resolution, possible contents/animations) limiting the field of possibilities when one wants to model Human/Machine interfaces in augmented reality.
Un objet de la présente invention est de remédier aux inconvénients précités.An object of the present invention is to remedy the aforementioned drawbacks.
A cet effet, il est proposé un simulateur de conduite automobile comprenant un cockpit de véhicule automobile destiné à recevoir un conducteur, ce simulateur de conduite automobile comprenant, en outre,
- un dispositif de réalité virtuelle configuré pour générer un contenu visuel;
- un dispositif de suivi du regard du conducteur configuré pour estimer une direction du regard du conducteur ;
- un projecteur de réalité virtuelle configuré pour projeter le contenu visuel dans la direction estimée du regard du conducteur.To this end, a car driving simulator is proposed comprising a motor vehicle cockpit intended to receive a driver, this car driving simulator further comprising,
- a virtual reality device configured to generate visual content;
- a driver's gaze tracking device configured to estimate a direction of the driver's gaze;
- a virtual reality projector configured to project the visual content in the estimated direction of the driver's gaze.
Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison :
- le dispositif de suivi du regard comprend au moins un capteur d'image, la direction du regard du conducteur étant estimée à partir d'au moins une image de la tête du conducteur acquise par le capteur d'image ;
- le dispositif de suivi du regard comprend, en outre, au moins une source de lumière infrarouge ;
- la direction du regard du conducteur est une orientation de la tête du conducteur ;
- le simulateur de conduite automobile comprend, en outre, un générateur de scènes routières configuré pour générer une scène routière, un projecteur de scènes routières configuré pour projeter la scène routière générée sur un premier écran de projection, le contenu visuel généré étant associé à la scène routière générée ;
- le projecteur de réalité virtuelle est configuré pour projeter, sur le premier écran de projection, le contenu visuel dans la direction estimée du regard du conducteur ;
- le cockpit de véhicule automobile comprend un pare-brise, le projecteur de réalité virtuelle étant configuré pour projeter, sur le pare-brise, le contenu visuel dans la direction estimée du regard du conducteur ;
- le simulateur de conduite automobile comprend, en outre, un deuxième écran de projection transparent disposé entre le conducteur et premier écran de projection, le projecteur de réalité virtuelle étant configuré pour projeter, sur ledit deuxième écran de projection transparent, le contenu visuel dans la direction estimée du regard du conducteur ;
- le contenu visuel comprend une information d'aide à la conduite, une information de navigation, ou une information d'infodivertissement ;
- l'intensité lumineuse du contenu visuel est supérieure à l'intensité lumineuse de la scène routière associée.Various additional features may be provided, alone or in combination:
the gaze tracking device comprises at least one image sensor, the direction of the driver's gaze being estimated from at least one image of the driver's head acquired by the image sensor;
- the gaze tracking device further comprises at least one infrared light source;
- the direction of the driver's gaze is an orientation of the driver's head;
- the car driving simulator further comprises a road scene generator configured to generate a road scene, a road scene projector configured to project the generated road scene onto a first projection screen, the generated visual content being associated with the road scene generated;
- the virtual reality projector is configured to project, on the first projection screen, the visual content in the estimated direction of the driver's gaze;
- the motor vehicle cockpit comprises a windshield, the virtual reality projector being configured to project, on the windshield, the visual content in the estimated direction of the driver's gaze;
- the automobile driving simulator further comprises a second transparent projection screen placed between the driver and the first projection screen, the virtual reality projector being configured to project, on said second transparent projection screen, the visual content in the estimated direction of the driver's gaze;
- the visual content comprises driving assistance information, navigation information, or infotainment information;
- the light intensity of the visual content is greater than the light intensity of the associated road scene.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement et de manière concrète à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation, laquelle est faite en référence à la figure
En se référant à la figure unique, il est affiché un simulateur10de conduite automobile comprenant un générateur1de scènes routières connecté à un cockpit2de véhicule automobile destiné à recevoir un conducteur3.Referring to the single FIGURE, a car driving simulator 10 is displayed comprising a road scene generator 1 connected to a cockpit 2 of a motor vehicle intended to receive a driver 3 .
Ce cockpit2de véhicule automobile comprend, de préférence, des éléments permettant au conducteur3de conduire le véhicule automobile simulé de la même manière qu'un véhicule automobile réel. Par exemple, le cockpit2de véhicule automobile est pourvu d'un tableau de bord, un volant, un pédalier, une boîte de vitesse, et un pare-brise. Pour une meilleure immersion, le cockpit2de véhicule automobile peut, en outre, comprendre des systèmes à retour d'effort, des systèmes de restitution sonore et/ou une plateforme dynamique permettant de mouvoir le cockpit2de véhicule automobile et le conducteur3(un simulateur de conduite dynamique).This motor vehicle cockpit 2 preferably comprises elements allowing the driver 3 to drive the simulated motor vehicle in the same way as a real motor vehicle. For example, the motor vehicle cockpit 2 is provided with a dashboard, a steering wheel, a pedal assembly, a gearbox, and a windshield. For better immersion, the motor vehicle cockpit 2 can also comprise force feedback systems, sound reproduction systems and/or a dynamic platform making it possible to move the motor vehicle cockpit 2 and the driver 3 ( a dynamic driving simulator).
Le générateur1de scènes routières est configuré pour générer, selon un scénario de roulage prédéfini, des scènes routières dans un environnement de conduite virtuel. Ces scènes routières intègrent une modélisation dynamique du cockpit2de véhicule automobile et des images de synthèse (virtuelle) d'un environnement de conduite (une route, un paysage routier, et un trafic routier autour du véhicule automobile simulé). Le générateur1de scènes routières gère les entrées/sortie du cockpit2de véhicule automobile de sorte que les scènes routières générées soient au rythme de conduite du conducteur3.The road scene generator 1 is configured to generate, according to a predefined driving scenario, road scenes in a virtual driving environment. These road scenes integrate a dynamic modeling of the cockpit 2 of a motor vehicle and synthetic (virtual) images of a driving environment (a road, a road landscape, and road traffic around the simulated motor vehicle). The generator 1 of road scenes manages the inputs/outputs of the cockpit 2 of the motor vehicle so that the road scenes generated are at the driving pace of the driver 3 .
Les scènes routières sont projetées par au moins un projecteur4de scènes routières (notamment, un vidéoprojecteur) sur un écran5de projection. Cet écran5de projection peut être un écran cylindrique, sphérique ou à facettes. L'écran5de projection couvre, de préférence, les champs de vision central et périphérique du conducteur3. L'écran5de projection peut être fixe par rapport au sol ou, dans le cas d'un simulateur10de conduite automobile dynamique, mobile avec le cockpit2de véhicule automobile.The road scenes are projected by at least one road scene projector 4 (in particular, a video projector) onto a projection screen 5 . This projection screen 5 can be a cylindrical, spherical or faceted screen. The projection screen 5 preferably covers the central and peripheral fields of vision of the driver 3 . The projection screen 5 can be fixed relative to the ground or, in the case of a dynamic car driving simulator 10 , mobile with the cockpit 2 of the motor vehicle.
Le simulateur10de conduite automobile comprend, en outre, un dispositif6de réalité virtuelle configuré pour générer un contenu visuel. Ce contenu visuel est destiné à être affiché à l'attention du conducteur3. Il peut comprendre
- une information d'aide à la conduite telle que la détection d'objet ou d'obstacle, une inter-distance avec le véhicule automobile qui précède, ou une notification concernant l'activation/désactivation d'une fonction d'aide à la conduite ;
- une information de navigation telle qu'une flèche indiquant un sens de circulation, un itinéraire, ou un drapeau indiquant l'arrivée à destination;
- une information d'infodivertissement telle que le niveau de son de l’autoradio ou celui de la ventilation, la jauge de carburant, la température extérieure, une liste courte de stations de radio mémorisées, ou une liste des derniers contacts téléphoniques.The automobile driving simulator 10 further comprises a virtual reality device 6 configured to generate visual content. This visual content is intended to be displayed for the attention of the driver 3 . He can understand
- driving assistance information such as the detection of an object or obstacle, an inter-distance with the motor vehicle in front, or a notification concerning the activation/deactivation of a driving assistance function conduct;
- navigation information such as an arrow indicating a direction of travel, a route, or a flag indicating arrival at destination;
- infotainment information such as the sound level of the car radio or that of the ventilation, the fuel gauge, the outside temperature, a short list of stored radio stations, or a list of the last telephone contacts.
Un dispositif7de suivi du regard (ou de suivi oculaire dit, en anglais, «eye tracking") du conducteur3est configuré pour estimer la direction du regard du conducteur3. Ce dispositif7de suivi du regard comprend, dans un mode de réalisation, au moins un capteur d'image, notamment une caméra frontale (orientée vers le conducteur3). Une direction du regard du conducteur3est estimée à partir d'au moins une image de la tête du conducteur3acquise par le capteur d'image.A device 7 for tracking the gaze (or eye tracking, in English, “eye tracking”) of the driver 3 is configured to estimate the direction of the gaze of the driver 3. This device 7 for tracking the gaze comprises, in a mode of embodiment, at least one image sensor, in particular a front camera (directed towards the driver 3 ) A direction of gaze of the driver 3 is estimated from at least one image of the head of the driver 3 acquired by the sensor 'picture.
Dans un mode de réalisation, le dispositif7de suivi du regard comprend au moins une source de lumière infrarouge destinée à éclairer les yeux du conducteur3pour permettre un suivi de la direction du regard du conducteur3y compris en ambiance lumineuse faible ou de nuit. Une pluralité d'images acquises par une caméra frontale, de préférence à large champ de vision, permet ainsi de suivre la direction du regard du conducteur3. Dans un autre mode de réalisation, la direction du regard du conducteur est considérée égale à l'orientation de la tête du conducteur3 ,à l’orientation des pupilles du conducteur3, ou à une combinaison de ces deux orientations.In one embodiment, the gaze tracking device 7 comprises at least one infrared light source intended to illuminate the eyes of the driver 3 to allow tracking of the direction of the gaze of the driver 3 including in low light or at night. . A plurality of images acquired by a front camera, preferably with a wide field of vision, thus makes it possible to follow the direction of the gaze of the driver 3 . In another embodiment, the direction of the driver's gaze is considered equal to the orientation of the driver's head 3 , to the orientation of the driver's pupils 3 , or to a combination of these two orientations.
Un projecteur8de réalité virtuelle (tel qu'un vidéoprojecteur) est configuré pour projeter le contenu visuel généré par le dispositif6de réalité virtuelle dans la direction estimée du regard du conducteur3.A virtual reality projector 8 (such as a video projector) is configured to project the visual content generated by the virtual reality device 6 in the estimated direction of gaze of the driver 3 .
Dans un premier mode de réalisation, le projecteur8de réalité virtuelle est configuré pour projeter le contenu visuel sur le même écran5de projection que le projecteur4de scènes routières. Dans un deuxième mode de réalisation, le contenu visuel est projeté par le projecteur8de réalité virtuelle sur le pare-brise du cockpit2de véhicule automobile. Dans un troisième mode de réalisation, le contenu visuel est projeté par le projecteur8de réalité virtuelle sur un écran5de projection transparent disposé entre le conducteur3et l'écran5de projection.In a first embodiment, the virtual reality projector 8 is configured to project the visual content onto the same projection screen 5 as the road scene projector 4 . In a second embodiment, the visual content is projected by the virtual reality projector 8 onto the windshield of the cockpit 2 of the motor vehicle. In a third embodiment, the visual content is projected by the virtual reality projector 8 onto a transparent projection screen 5 disposed between the conductor 3 and the projection screen 5 .
Il en résulte, avantageusement, pour le conducteur3, une superposition du contenu visuel (une image flottante) et de la scène routière. La zone de projection du contenu visuel est au point de fixation du regard du conducteur3. Cette zone de projection suit la direction du regard du conducteur3. Ainsi, le conducteur3perçoit toujours le contenu visuel dans son champ de vision central. En outre, il est, avantageusement, possible d’afficher des informations différentes en fonction de l’orientation du regard du conducteur3.This results, advantageously, for the driver 3 , in a superposition of the visual content (a floating image) and of the road scene. The zone of projection of the visual content is at the point of fixation of the gaze of the driver 3 . This projection zone follows the direction of the gaze of the driver 3 . Thus, the driver 3 always perceives the visual content in his central field of vision. In addition, it is advantageously possible to display different information depending on the orientation of the gaze of the driver 3 .
En étant connecté au générateur1de scènes routières, le dispositif6de réalité virtuelle génère un contenu visuel associé à une scène routière prédéfinie. Autrement dit, un élément visuel généré par le dispositif6de réalité virtuelle est destiné à être superposé à une scène routière spécifique du scénario de roulage à projeter par le projecteur4de scènes routières. En outre, cet élément visuel est destiné à être superposé à la scène routière correspondante à une position déterminée en temps réel par la direction actuelle du regard du conducteur3. Un premier scénario de contenus visuels et un deuxième scénario de scènes routières associés sont, ainsi, en projection de façon synchrone par, respectivement, le projecteur8de réalité virtuelle et le projecteur4de scènes routières. En suivant en temps réel la direction du regard du conducteur3, il existe aussi une synchronisation spatiale entre le scénario de contenus visuels et le comportement du conducteur3. La direction dans laquelle est projeté le contenu visuel est asservie par la direction du regard du conducteur3.By being connected to the road scene generator 1 , the virtual reality device 6 generates visual content associated with a predefined road scene. In other words, a visual element generated by the virtual reality device 6 is intended to be superimposed on a specific road scene of the driving scenario to be projected by the projector 4 of road scenes. In addition, this visual element is intended to be superimposed on the road scene corresponding to a position determined in real time by the current direction of the driver's gaze 3 . A first scenario of visual content and a second scenario of associated road scenes are thus projected synchronously by, respectively, the virtual reality projector 8 and the road scene projector 4 . By following the direction of the gaze of the driver 3 in real time, there is also a spatial synchronization between the visual content scenario and the behavior of the driver 3 . The direction in which the visual content is projected is controlled by the direction of the driver's gaze 3 .
Il en résulte pour le conducteur3une projection sur l'écran5de projection de scènes routières auxquelles sont rajoutées en réalité virtuelle des informations additionnelles dans son champ de vision principal. Ces informations additionnelles sont, par exemple, une inter-distance avec un véhicule automobile qui le précède, une signalisation routière, un itinéraire, ou une information concernant le véhicule automobile simulé. Ceci permet, avantageusement, d'améliorer l'expérience immersive du conducteur.The result for the driver 3 is a projection on the projection screen 5 of road scenes to which are added in virtual reality additional information in his main field of vision. This additional information is, for example, an inter-distance with a motor vehicle preceding it, road signs, a route, or information concerning the simulated motor vehicle. This advantageously makes it possible to improve the driver's immersive experience.
Afin de mettre en évidence le contenu visuel, son intensité lumineuse est, dans un mode de réalisation, supérieure à l'intensité lumineuse de la scène routière correspondante. Plus généralement, le contenu visuel est à intensité lumineuse variable. Par exemple, à l'approche d'un piéton ou d'une zone de danger alors que le véhicule automobile simulé circule à une vitesse inadaptée, ou lorsque la distance séparant le véhicule automobile simulé d'un véhicule automobile qui le précède est inférieure à un seuil prédéfini, l'intensité lumineuse du contenu visuel est choisie supérieure à celle de la scène routière correspondante.In order to highlight the visual content, its light intensity is, in one embodiment, greater than the light intensity of the corresponding road scene. More generally, the visual content is of variable light intensity. For example, when approaching a pedestrian or a danger zone while the simulated motor vehicle is traveling at an unsuitable speed, or when the distance separating the simulated motor vehicle from a motor vehicle in front of it is less than a predefined threshold, the light intensity of the visual content is chosen to be greater than that of the corresponding road scene.
Claims (10)
- un dispositif (6) de réalité virtuelle configuré pour générer un contenu visuel;
- un dispositif (7) de suivi du regard du conducteur configuré pour estimer une direction du regard du conducteur ;
- un projecteur (8) de réalité virtuelle configuré pour projeter le contenu visuel dans la direction estimée du regard du conducteur.Motor vehicle driving simulator ( 10 ) comprising a motor vehicle cockpit ( 2 ) intended to receive a driver ( 3 ), this motor vehicle driving simulator ( 10 ) being characterized in that it further comprises
- a virtual reality device ( 6 ) configured to generate visual content;
- a device ( 7 ) for tracking the driver's gaze configured to estimate a direction of the driver's gaze;
- a virtual reality projector ( 8 ) configured to project the visual content in the estimated direction of the driver's gaze.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR2105658A FR3123491A1 (en) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | Car driving simulator |
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| FR2105658 | 2021-05-31 | ||
| FR2105658A FR3123491A1 (en) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | Car driving simulator |
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Family
ID=76807808
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR2105658A Pending FR3123491A1 (en) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | Car driving simulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3123491A1 (en) |
Citations (4)
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2021
- 2021-05-31 FR FR2105658A patent/FR3123491A1/en active Pending
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