FR3142819A1 - Dispositif électronique et procédé d’estimation d’une pression exercée par un doigt d’un utilisateur sur une surface tactile, pavé tactile, écran tactile, véhicule et programme d’ordinateur associés - Google Patents
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Abstract
Dispositif électronique et procédé d’estimation d’une pression exercée par un doigt d’un utilisateur sur une surface tactile, pavé tactile, écran tactile, véhicule et programme d’ordinateur associés Ce dispositif électronique (30) pour estimer une pression exercée par un doigt d’un utilisateur (15) sur une surface tactile (26), est apte à être connecté à un dispositif (28) de mesure d’une taille de l’appui de doigt contre ladite surface et à un capteur d’images (22). Le dispositif électronique (30) comprend un module (32) d’acquisition d’une taille d’un appui d’un doigt respectif de l’utilisateur contre la surface tactile ; un module (34) de détermination, à partir d’au moins une image de l’utilisateur prise par le capteur d’images, d’un ensemble de paramètre(s) morphologique(s) de l’utilisateur ; et un module (36) d’estimation, en fonction de ladite taille acquise, de la pression exercée sur la surface tactile, via la mise en œuvre d’un algorithme recevant en entrée la taille de l’appui de doigt et l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s), et délivrant en sortie la pression estimée. Figure pour l'abrégé : Figure 1
Description
La présente invention concerne un dispositif électronique d’estimation d’une pression exercée par un doigt d’un utilisateur sur une surface tactile, lors d’un appui du doigt contre la surface tactile.
L’invention concerne également un pavé tactile, ainsi qu’un écran tactile, chacun comprenant une surface tactile, un dispositif de mesure d’une taille d’un appui d’un doigt d’un utilisateur contre la surface tactile, et un tel dispositif d’estimation de la pression alors exercée par le doigt.
L’invention concerne aussi un véhicule, notamment automobile, comprenant un tel pavé tactile et/ou un tel écran tactile.
L’invention concerne également un procédé d’estimation d’une pression exercée par un doigt d’un utilisateur sur une surface tactile, le procédé étant mis en œuvre par un tel dispositif électronique d’estimation ; ainsi qu’un programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en œuvre un tel procédé d’estimation.
L’invention concerne le domaine des interfaces homme-machine, en particulier lorsqu’elles sont embarquées à bord d’un véhicule, notamment automobile. L’invention concerne plus particulièrement le domaine des surfaces tactiles, équipant les pavés tactiles et les écrans tactiles. Les surfaces tactiles permettent, comme connu en soi, de prendre en compte des manipulations tactiles (par exemple, des touchers tactiles) qui sont effectuées par un utilisateur, typiquement pour interagir avec un équipement électronique, tel qu’un équipement du véhicule.
Pour certaines interactions, il est utile de connaître la pression exercée sur la surface tactile par le doigt de l’utilisateur lors d’une telle manipulation tactile.
À cet effet, les surfaces tactiles sont généralement équipées d’un capteur de pression, aussi appelé capteur de force, pour mesurer cette pression exercée. Le document WO 2022/0163364 A1 décrit alors un panneau tactile équipé d’un capteur sensible à la pression pour détecter une pression de contact d’un index d’un utilisateur lorsqu’il appuie contre le panneau tactile.
Il est également connu d’estimer cette pression exercée sur la surface tactile sans utiliser un capteur de pression. Le document US 2012/0013566 A1 décrit ainsi un panneau tactile équipé d’un module d’estimation de pression, le module d’estimation étant couplé à une caméra et comportant un calculateur qui calcule une valeur de pression appliquée lorsque le panneau tactile est touché en utilisant un changement au niveau de la surface touchée, détecté par la caméra.
Un tel panneau tactile sans capteur de pression est alors plus simple et moins coûteux. Toutefois, la pression ainsi estimée n’est pas toujours très fiable.
Le but de l’invention est alors de proposer un dispositif électronique et un procédé d’estimation d’une pression exercée sur une surface tactile par un doigt d’un utilisateur qui permettent de fournir une estimation plus fiable, tout en évitant d’utiliser un capteur de pression.
A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif électronique pour estimer une pression exercée par un doigt d’un utilisateur sur une surface tactile, lors d’un appui du doigt contre la surface tactile, le dispositif d’estimation étant apte à être connecté à un dispositif électronique de mesure et à un capteur d’images,
le dispositif de mesure étant configuré pour mesurer une taille de chaque appui de doigt contre la surface tactile, le capteur d’images étant configuré pour prendre une image de l’utilisateur,
le dispositif électronique comprenant :
- un module d’acquisition configuré pour acquérir, de la part du dispositif de mesure, une taille d’un appui d’un doigt respectif de l’utilisateur contre la surface tactile ;
- un module de détermination configuré pour déterminer, à partir d’au moins une image de l’utilisateur prise par le capteur d’images, un ensemble de paramètre(s) morphologique(s) de l’utilisateur ;
- un module d’estimation configuré pour estimer, en fonction de la taille acquise, la pression exercée sur la surface tactile par le doigt lors de l’appui de doigt respectif, via la mise en œuvre d’un algorithme recevant en entrée la taille de l’appui de doigt et l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s), et délivrant en sortie la pression estimée.
Le dispositif électronique selon l’invention permet alors d’estimer plus précisément la pression exercée par l’un des doigts de l’utilisateur sur la surface tactile, lors d’un appui tactile de ce doigt contre la surface tactile, en déterminant l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s), qui est de préférence représentatif de la taille de l’extrémité du doigt, à partir de l’image prise par le capteur d’image(s), puis en estimant la pression en fonction en outre dudit ensemble de paramètre(s) morphologique(s), l’estimation étant effectuée via la mise en œuvre d’un algorithme ayant comme variables d’entrée à la fois la taille de l’appui du doigt et ledit ensemble de paramètre(s) morphologique(s). Autrement dit, le dispositif d’estimation tient compte de la morphologie de l’utilisateur, en particulier d’aspect(s) lié(s) à la taille de l’extrémité du doigt de l’utilisateur, pour estimer plus précisément la pression exercée lors de cet appui tactile.
De préférence, la pression estimée dépend d’un ratio entre la taille de l’appui de doigt et la taille de l’extrémité du doigt ; et typiquement plus ce ratio est élevé, plus la pression estimée est élevée. Autrement dit, la pression estimée est croissante en fonction du ratio entre la taille de l’appui de doigt et la taille de l’extrémité du doigt. En d’autres termes encore, la pression estimée est une fonction croissante du ratio entre la taille de l’appui de doigt et la taille de l’extrémité du doigt.
Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le dispositif électronique comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s) est représentatif d’une taille de l’extrémité du doigt de l’utilisateur ;
- la pression estimée dépend d’un ratio entre la taille de l’appui de doigt et la taille de l’extrémité du doigt ;
plus ce ratio est élevé, plus la pression estimée est élevée ;
- la taille de l’appui de doigt est choisie parmi le groupe consistant en : une aire de l’appui ; un couple formé du demi-grand axe et du demi-petit axe de l’appui, lorsque l’appui est de forme elliptique ; un rayon de l’appui, lorsque l’appui est de forme circulaire ; et un périmètre de l’appui ;
- l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s) inclut au moins un élément parmi une taille de l’extrémité du doigt de l’utilisateur et un lot de données morphologiques corrélé à la taille de l’extrémité du doigt de l’utilisateur ;
l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s) incluant de préférence la taille de l’extrémité du doigt de l’utilisateur et le lot de données morphologiques corrélé à la taille de l’extrémité du doigt de l’utilisateur ;
la taille de l’extrémité du doigt étant de préférence choisie parmi le groupe consistant en : une aire de ladite extrémité ; un couple formé du demi-grand axe et du demi-petit axe de ladite extrémité, lorsque ladite extrémité est de forme elliptique ; un rayon de ladite extrémité, lorsque ladite extrémité est de forme circulaire ; et un périmètre de ladite extrémité ;
le lot de données morphologiques comportant de préférence plusieurs éléments parmi le groupe consistant en : l’âge de l’utilisateur ; le genre de l’utilisateur ; la hauteur de l’utilisateur ; la longueur entre une pointe de l’acromion et un coude de l’utilisateur ; la longueur entre la colonne vertébrale et un coude de l’utilisateur ; et la longueur d’un bras de l’utilisateur ;
- l’algorithme est un algorithme d’intelligence artificielle préalablement entraîné.
l’algorithme d’intelligence artificielle étant de préférence un réseau de neurones artificiels ;
ledit algorithme étant de préférence encore entrainé via un apprentissage supervisé.
L’invention a aussi pour objet un pavé tactile comprenant une surface tactile, un dispositif de mesure configuré pour mesurer une taille d’un appui d’un doigt d’un utilisateur contre la surface tactile, et un dispositif électronique d’estimation tel que défini ci-dessus, le dispositif d’estimation étant connecté au dispositif de mesure et apte à être connecté à un capteur d’image(s) configuré pour prendre une image de l’utilisateur.
L’invention a également pour objet un écran tactile comprenant une surface tactile, un dispositif de mesure configuré pour mesurer une taille d’un appui d’un doigt d’un utilisateur contre la surface tactile, et un dispositif électronique d’estimation tel que défini ci-dessus, le dispositif électronique étant connecté au dispositif de mesure et apte à être connecté à un capteur d’image(s) configuré pour prendre une image de l’utilisateur.
L’invention a aussi pour objet un véhicule, notamment automobile, comprenant un pavé tactile tel que défini ci-dessus et/ou un écran tactile tel que défini ci-dessus.
L’invention concerne également un procédé d’estimation d’une pression exercée par un doigt d’un utilisateur sur une surface tactile, lors d’un appui du doigt contre la surface tactile, le procédé étant mis en œuvre par un dispositif électronique d’estimation apte à être connecté à un dispositif de mesure et à un capteur d’image(s), le dispositif de mesure étant configuré pour mesurer une taille de chaque appui de doigt contre la surface tactile, le capteur d’images étant configuré pour prendre au moins une image de l’utilisateur,
le procédé comprenant les étapes suivantes :
- acquisition, de la part du dispositif de mesure, d’une taille d’un appui respectif d’un doigt de l’utilisateur contre la surface tactile ;
- détermination, à partir d’au moins une image de l’utilisateur prise par le capteur d’image(s), d’un ensemble de paramètre(s) morphologique(s) de l’utilisateur; et
- estimation, en fonction de la taille acquise, de la pression exercée sur la surface tactile par le doigt lors de l’appui de doigt respectif, via la mise en œuvre d’un algorithme recevant en entrée la taille de l’appui de doigt et l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s), et délivrant en sortie la pression estimée.
L’invention a aussi pour objet un programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en œuvre un procédé d’estimation, tel que défini ci-dessus.
Ces caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
Sur les figures 1 et 2, un véhicule 10 comprend un habitacle 12, et à l’intérieur de l’habitacle 12, un siège 14 pour un utilisateur 15, tel qu’un conducteur, ainsi qu’un volant 16 pour la conduite du véhicule, comme connu en soi.
Selon l’invention, le véhicule 10 comprend en outre un système électronique 18 d’affichage de données 19 à destination de l’utilisateur 15, le système d’affichage 18 étant adapté pour être embarqué à bord du véhicule 10.
L’homme du métier comprendra que le véhicule 10 s’entend au sens large comme un véhicule permettant à un conducteur, également appelé pilote, ainsi qu’en complément à un ou plusieurs passagers, de se déplacer. Le véhicule 10 est alors typiquement choisi parmi le groupe consistant en : un véhicule automobile, tel qu’une voiture, un bus ou un camion ; un véhicule ferroviaire, tel qu’un train ou un tramway ; un véhicule naval, tel qu’un bateau ; et un véhicule aéronautique, tel qu’un aéronef.
Le système électronique d’affichage 18 comprend un écran d’affichage 20, un capteur d’image(s) 22 adapté pour prendre une image de l’utilisateur 15, et un appareil électronique 24 d’affichage des données 19 sur l’écran d’affichage 20, l’appareil d’affichage 24 étant connecté à l’écran d’affichage 20. L’écran d’affichage 20 est de préférence un écran tactile.
En complément facultatif, le système d’affichage 18 comprend en outre un pavé tactile 25, connecté à l’appareil d’affichage 24 et permettant également d’interagir sur les données 19 affichées à l’écran 20. Autrement dit, selon ce complément facultatif, l’utilisateur 15, tel que le conducteur du véhicule 10, a la possibilité d’interagir avec le système d’affichage 18 via une interaction tactile, tel qu’un toucher tactile, en effectuant cette interaction tactile aussi bien avec l’écran tactile 20 qu’avec le pavé tactile 25.
En variante, l’écran d’affichage 20 n’est pas tactile, et l’interaction tactile de l’utilisateur 15 est alors prise en compte seulement par le pavé tactile 15.
L’écran d’affichage 20 lorsqu’il est tactile et le pavé tactile 25 comportent chacun une surface tactile 26, un dispositif électronique 28 de mesure d’une taille d’un appui d’un doigt de l’utilisateur 15 contre la surface tactile 26, et un dispositif électronique 30 pour estimer une pression exercée par le doigt de l’utilisateur 15 sur la surface tactile 26, lors d’un appui du doigt contre la surface tactile 26. Le dispositif de mesure 28 est connecté à la surface tactile 26 ; et le dispositif électronique 30 est connecté au dispositif de mesure 28 et au capteur d’image(s) 22.
L’écran d’affichage 20 est adapté pour afficher des données 19 à destination de l’utilisateur 15. L’écran d’affichage 20 est typiquement tactile, et est alors configuré pour détecter un appui tactile contre la surface tactile 26 de la part de l’utilisateur 15, et typiquement un appui d’au moins un doigt de l’utilisateur 15 contre une portion de la surface tactile 26 de l’écran 20. L’écran tactile est par exemple un écran tactile capacitif ou un écran tactile résistif, comme connu en soi
Le capteur d’image(s) 22 est connu en soi, et est configuré pour acquérir une image de l’utilisateur 15, notamment de l’une de ses mains, et typiquement d’au moins l’un de ses doigts, en particulier lorsque l’utilisateur 15 tend sa main en direction de l’écran d’affichage 20 ou du pavé tactile 25.
Le capteur d’image(s) 22 est par exemple positionné face à l’écran 20 ou face au pavé tactile 25, afin de pouvoir prendre l’image de la main lorsqu’elle est à proximité de l’écran 20 ou du pavé tactile 25.
Le capteur d’image(s) 22 est typiquement positionné sensiblement parallèlement à l’écran 20 ou au pavé tactile 25, un axe de visée du capteur d’image(s) 22 étant alors sensiblement perpendiculaire à la surface de l’écran 20 ou du pavé tactile 25, l’axe de visée étant lui-même sensiblement perpendiculaire par rapport à une surface active, non représentée, du capteur d’image(s) 22.
L’appareil électronique d’affichage 24, visible sur la , est connu en soi, et est configuré pour afficher des données 19 sur l’écran d’affichage 20 à destination de l’utilisateur 15.
Le pavé tactile 25 est configuré pour détecter un appui tactile contre sa surface tactile 26 de la part de l’utilisateur 15, et typiquement un appui d’au moins un doigt de l’utilisateur 15 contre une portion de la surface tactile 26. Le pavé tactile 25 est par exemple un pavé tactile capacitif ou un pavé tactile résistif, comme connu en soi.
La surface tactile 26 est connue en soi, et est une surface capacitive ou résistive selon que l’écran tactile 20 et/ou le pavé tactile 25 est capacitif ou résistif.
Le dispositif de mesure 28 est connu en soi, et configuré pour mesurer une taille d’un appui du doigt respectif de l’utilisateur 15 contre la surface tactile 26.
Le doigt de l’utilisateur 15 est l’un des doigts de l’une de ses mains. Le doigt de l’utilisateur 15 est typiquement l’index, ou encore le majeur ou l’annulaire de l’une de ses mains, l’utilisateur 15 utilisant généralement l’un des trois doigts centraux d’une main pour une interaction tactile avec un équipement électronique, tel que l’écran tactile 20 et/ou le pavé tactile 25, plutôt que le pouce ou l’auriculaire de ladite main.
Selon l’invention, le dispositif électronique 30 est configuré pour estimer la pression exercée par un doigt respectif de l’utilisateur 15 sur la surface tactile 26, lors d’un appui dudit doigt contre la surface tactile 26. Le dispositif électronique 30 est également appelé dispositif électronique d’estimation 30, ou encore dispositif d’estimation 30.
Le dispositif électronique 30 comprend un module d’acquisition 32 connecté au dispositif de mesure 28, un module de détermination 34 connecté au capteur d’image(s) 22, et un module d’estimation 36.
Dans l’exemple de la , le dispositif électronique 30 comprend une unité de traitement d’informations 40 formée par exemple d’une mémoire 42 et d’un processeur 44 associé à la mémoire 42.
Dans l’exemple de la , le module d’acquisition 32, le module de détermination 34 et le module d’estimation 36 sont réalisés chacun sous forme d’un logiciel, ou d’une brique logicielle, exécutable par le processeur 44. La mémoire 42 du dispositif d’estimation 30 est alors apte à stocker un logiciel d’acquisition, de la part du dispositif de mesure 28, d’une taille d’un appui d’un doigt respectif de l’utilisateur 15 contre la surface tactile 26 ; un logiciel de détermination, à partir d’une image de l’utilisateur 15 prise par le capteur d’image(s) 22, d’un ensemble de paramètre(s) morphologique(s) de l’utilisateur 15 ; et un logiciel d’estimation, en fonction de la taille de l’appui et de l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s), de la pression exercée sur la surface tactile 26 par le doigt lors de l’appui. Le processeur 44 est alors apte à exécuter chacun des logiciels parmi le logiciel d’acquisition, le logiciel de détermination et le logiciel d’estimation.
En variante non représentée, le module d’acquisition 32, le module de détermination 34 et le module d’estimation 36 sont réalisés chacun sous forme d’un composant logique programmable, tel qu’un FPGA (de l’anglaisField Programmable Gate Array), ou encore d’un circuit intégré, tel qu’un ASIC (de l’anglaisApplication Specific Integrated Circuit).
Lorsque le dispositif d’estimation 30 est réalisé sous forme d’un ou plusieurs logiciels, c’est-à-dire sous forme d’un programme d’ordinateur, également appelé produit programme d’ordinateur, il est en outre apte à être enregistré sur un support, non représenté, lisible par ordinateur. Le support lisible par ordinateur est par exemple un medium apte à mémoriser des instructions électroniques et à être couplé à un bus d’un système informatique. A titre d’exemple, le support lisible est un disque optique, un disque magnéto-optique, une mémoire ROM, une mémoire RAM, tout type de mémoire non-volatile (par exemple EPROM, EEPROM, FLASH, NVRAM), une carte magnétique ou une carte optique. Sur le support lisible est alors mémorisé un programme d’ordinateur comprenant des instructions logicielles.
Le module d’acquisition 32 est configuré pour acquérir, de la part du dispositif de mesure 28, i.e. depuis le dispositif de mesure 28, une taille d’un appui d’un doigt respectif de l’utilisateur 15 contre la surface tactile 26.
La taille de l’appui de doigt est par exemple choisie parmi le groupe consistant en : une aire de l’appui ; un couple formé du demi-grand axe et du demi-petit axe de l’appui, lorsque l’appui est de forme elliptique ; un rayon de l’appui, lorsque l’appui est de forme circulaire ; et un périmètre de l’appui.
La taille de l’appui de doigt est typiquement l’aire de l’appui tactile au contact de la surface tactile 26.
Lorsque la taille de l’appui de doigt est exprimée sous forme du couple formé du demi-grand axe et du demi-petit axe de l’appui, c’est-à-dire du couple formé des longueurs dudit demi-grand axe et dudit demi-petit axe, ou encore sous forme d’un couple formé du grand axe et du petit axe de l’appui, c’est-à-dire du couple formé des longueurs dudit grand axe et dudit petit axe, s’il est de forme elliptique, le module d’acquisition 32 est avantageusement configuré pour calculer l’aire de l’appui via l’équation suivante :
où A1 représente l’aire de l’appui tactile de forme elliptique,
a1représente le demi-grand axe de l’ellipse délimitant l’appui tactile,
b1représente le demi-petit axe de ladite ellipse,
c1représente le grand axe de ladite ellipse, et
d1représente le petit axe de ladite ellipse.
Lorsque la taille de l’appui de doigt est exprimée sous forme du rayon de l’appui s’il est de forme circulaire, c’est-à-dire si ledit appui est en forme d’un disque, le module d’acquisition 32 est avantageusement configuré pour calculer l’aire de l’appui via l’équation suivante :
où A1 représente l’aire de l’appui tactile de forme circulaire,
r1représente le rayon du cercle délimitant l’appui tactile.
Le module de détermination 34 est configuré pour déterminer, à partir d’une image de l’utilisateur 15 prise par le capteur d’image(s) 22, l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s) de l’utilisateur 15, l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s) étant représentatif d’une taille de l’extrémité du doigt de l’utilisateur 15.
L’image de l’utilisateur 15 utilisée par le module de détermination 34 est par exemple une image prise préalablement à l’appui tactile du doigt respectif contre la surface tactile 26, l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s) étant alors de préférence déterminé également préalablement audit appui tactile.
En variante, l’image de l’utilisateur 15 utilisée par le module de détermination 34 est une image prise lors de l’appui tactile, c’est-à-dire au moment de l’appui du doigt respectif contre la surface tactile 26.
Le module de détermination 34 est configuré pour déterminer l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s) de l’utilisateur 15 à partir de ladite image via la mise en œuvre d’un algorithme de traitement d’image ou encore d’un algorithme de vision par ordinateur, également appelé algorithme de vision artificielle (de l’anglaiscomputer vision), l’algorithme étant connu en soi.
L’ensemble de paramètre(s) morphologique(s) inclut au moins un élément parmi une taille de l’extrémité du doigt de l’utilisateur 15 et un lot de données morphologiques corrélé à la taille de l’extrémité du doigt de l’utilisateur 15.
La taille de l’extrémité du doigt est par exemple choisie parmi le groupe consistant en : une aire de ladite extrémité ; un couple formé du demi-grand axe et du demi-petit axe de ladite extrémité, lorsque ladite extrémité est de forme elliptique ; un rayon de ladite extrémité, lorsque ladite extrémité est de forme circulaire ; et un périmètre de ladite extrémité. L’extrémité du doigt correspond à l’extrémité charnue dudit doigt, également appelée pulpe du doigt.
Le lot de données morphologiques comporte par exemple plusieurs éléments parmi le groupe consistant en : l’âge de l’utilisateur 15 ; le genre de l’utilisateur 15 ; la hauteur de l’utilisateur 15 ; la longueur acromion radiale de l’utilisateur 15, i.e. la longueur entre une pointe de l’acromion et un coude de l’utilisateur 15 ; la longueur entre la colonne vertébrale et un coude de l’utilisateur 15 ; et la longueur d’un bras de l’utilisateur 15.
L’homme du métier comprendra que la hauteur de l’utilisateur 15 est sa taille, ou encore sa stature ; c’est-à-dire la distance entre la base de ses pieds et le sommet de sa tête, lorsque l’utilisateur 15 se tient debout.
La taille de l’extrémité du doigt est typiquement l’aire de l’extrémité dudit doigt.
Lorsque la taille de l’extrémité du doigt est exprimée sous forme du couple formé du demi-grand axe et du demi-petit axe de l’extrémité, c’est-à-dire du couple formé des longueurs dudit demi-grand axe et dudit demi-petit axe, ou encore sous forme d’un couple formé du grand axe et du petit axe de l’extrémité, c’est-à-dire du couple formé des longueurs dudit grand axe et dudit petit axe, si elle est de forme elliptique, le module de détermination 34 est avantageusement configuré pour calculer l’aire de l’extrémité via l’équation suivante :
où A2 représente l’aire de l’extrémité de forme elliptique,
a2représente le demi-grand axe de l’ellipse délimitant l’extrémité,
b2représente le demi-petit axe de ladite ellipse,
c2représente le grand axe de ladite ellipse, et
d2représente le petit axe de ladite ellipse.
Lorsque la taille de l’extrémité du doigt est exprimée sous forme du rayon de l’extrémité si elle est de forme circulaire, c’est-à-dire si ladite extrémité est en forme d’un disque, le module de détermination 34 est avantageusement configuré pour calculer l’aire de l’extrémité via l’équation suivante :
où A2 représente l’aire de l’extrémité de forme circulaire,
r2représente le rayon du cercle délimitant l’extrémité.
En complément facultatif, lorsque l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s) inclut seulement le lot de données morphologiques corrélé à la taille de l’extrémité du doigt, le module de détermination 34 est configuré en outre pour déterminer la taille de l’extrémité du doigt à partir dudit lot de données morphologiques.
En complément facultatif encore, l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s) inclut à la fois la taille de l’extrémité du doigt et ledit lot de données morphologiques. Ce complément facultatif permet alors de déterminer plus précisément la taille de l’extrémité du doigt, en corrélant ladite taille au lot de données morphologiques.
Le module d’estimation 36 est configuré pour estimer la pression exercée sur la surface tactile 26 par le doigt lors de l’appui de doigt respectif, ladite pression exercée étant estimée via la mise en œuvre d’un algorithme recevant en entrée la taille de l’appui de doigt et l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s), et délivrant en sortie la pression estimée.
Autrement dit, le module d’estimation 36 est configuré pour estimer la pression exercée sur la surface tactile 26 lors dudit appui tactile, en fonction à la fois de la taille de l’appui de doigt et de l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s).
Avantageusement, la pression estimée dépend d’un ratio entre la taille de l’appui de doigt et la taille de l’extrémité du doigt ; et plus ce ratio est élevé, plus la pression estimée est élevée. La pression estimée croit alors en fonction du ratio entre la taille de l’appui tactile et la taille de l’extrémité du doigt, c’est-à-dire croit lorsque ledit ratio augmente. Autrement dit, la pression estimée est une fonction croissante dudit ratio.
L’algorithme est par exemple un algorithme d’intelligence artificielle préalablement entraîné. Selon cet exemple, l’algorithme d’intelligence artificielle est typiquement un réseau de neurones artificiels.
L’algorithme a comme variables d’entrée la taille de l’appui de doigt et l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s), et comme variable de sortie la pression estimée.
Les variables d’entrée de l’algorithme sont alors typiquement la taille de l’appui de doigt, c’est-à-dire la taille de l’appui tactile, et la taille de l’extrémité du doigt.
En variante, les variables d’entrée de l’algorithme sont la taille de l’appui tactile et le lot de données morphologiques.
En complément facultatif, les variables d’entrée de l’algorithme sont la taille de l’appui tactile, la taille de l’extrémité du doigt et le lot de données morphologiques. Selon ce complément facultatif, les variables d’entrée de l’algorithme sont avantageusement la taille de l’appui tactile, la taille de l’extrémité du doigt et le lot de donnés morphologiques formé du genre, de l’âge et de la hauteur de l’utilisateur 15. Autrement dit, les variables d’entrée de l’algorithme sont alors avantageusement la taille de l’appui tactile, la taille de l’extrémité du doigt, le genre de l’utilisateur 15, l’âge de l’utilisateur 15 et la hauteur de l’utilisateur 15.
Lorsque l’algorithme est un algorithme d’intelligence artificielle, son apprentissage, c’est-à-dire son entraînement, est de préférence effectué de manière supervisée. Les données d’apprentissage comportent alors des jeux de valeurs pour les différentes variables d’entrée, ainsi que des valeurs correspondantes attendues en sortie pour la pression estimée. Lors de l’apprentissage, les valeurs de paramètres de l’algorithme d’intelligence artificielle, telles que les valeurs de poids synaptiques du réseau de neurones artificiels, sont alors calculées, et sont celles minimisant une erreur entre la pression estimée à partir des valeurs des variables d’entrée et la pression attendue (i.e. une valeur cible de la pression estimée) pour lesdites valeurs de variables d’entrée.
Le fonctionnement de l’écran tactile 20 et/ou du pavé tactile 25 du système électronique d’affichage 18, et en particulier du dispositif électronique d’estimation 30, selon l’invention va être à présent décrit en regard de la représentant un organigramme du procédé, selon l’invention, d’estimation de la pression exercée par un doigt respectif de l’utilisateur 15 sur la surface tactile 26 lors d’un appui tactile contre la surface 26 de l’écran tactile 20 ou du pavé tactile 25.
Lors d’une étape initiale 100, le dispositif d’estimation 30 acquiert, via son module d’acquisition 32 et de la part du dispositif de mesure 28, la taille d’un appui d’un doigt respectif de l’utilisateur 15 contre la surface tactile 26, c’est-à-dire la taille d’un appui tactile détecté sur la surface tactile 26. Autrement dit, le dispositif de mesure 28 mesure la taille de cet appui tactile, puis le dispositif d’estimation 30 acquiert la taille mesurée de cet appui tactile depuis le dispositif de mesure 28, c’est-à-dire auprès du dispositif de mesure 28, via son module d’acquisition 32. Lors de cette étape d’acquisition 100, le module d’acquisition 32 reçoit donc la taille mesurée de l’appui tactile, de la part du dispositif de mesure 28.
Lors d’une étape suivante 110, le dispositif d’estimation 30 détermine ensuite, via son module de détermination 34 et à partir d’une image de l’utilisateur 15 reçue de la part du capteur d’image(s) 22, l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s) de l’utilisateur 15. Le module de détermination 34 détermine alors, à partir de ladite image reçue, l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s) représentatif de la taille de l’extrémité du doigt associé à l’appui tactile pour lequel la taille a été acquise lors de l’étape précédente d’acquisition 100.
À l’issue de l’étape de détermination 110, le dispositif d’estimation 30 passe à l’étape suivante 120 lors de laquelle il estime, via son module d’estimation 36, la pression exercée sur la surface tactile 26 par le doigt lors de l’appui tactile respectif.
Lors de cette étape d’estimation 120, le module d’estimation 36 estime la pression exercée en mettant en œuvre l’algorithme recevant en entrée la taille de l’appui tactile acquise lors de l’étape d’acquisition 100 et l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s) déterminé lors de l’étape de détermination 110, et délivrant en sortie la pression estimée.
À l’issue de l’étape d’estimation 120, le procédé est réitéré afin de pouvoir estimer la pression exercée lors d’un nouvel appui tactile, et le dispositif d’estimation 30 retourne alors à l’étape d’acquisition 100 lors de laquelle son module d’acquisition 32 acquiert la taille du nouvel appui tactile de la part du dispositif de mesure 28.
Ainsi, l’écran tactile 20 et/ou le pavé tactile 25, et en particulier le dispositif d’estimation 30, permettent d’estimer plus précisément la pression exercée sur la surface tactile 26 lors d’un appui tactile par un doigt respectif de l’utilisateur 15, et ce sans nécessiter l’utilisation d’un capteur de pression couplé à la surface tactile 26.
Le dispositif d’estimation 30 prend alors en compte la morphologie de l’utilisateur 15, en particulier la taille de l’extrémité du doigt effectuant l’appui tactile, pour estimer plus précisément la pression exercée lors de cet appui tactile.
Avantageusement, la pression estimée résulte d’une comparaison entre la taille de l’appui tactile et la taille de l’extrémité du doigt, et plus la taille de l’appui tactile est grande par rapport à la taille de l’extrémité du doigt, puis la pression estimée est élevée. La pression estimée est alors typiquement fonction du ratio entre la taille de l’appui tactile et la taille de l’extrémité du doigt, avec une pression estimée d’autant plus élevée que ledit ratio est élevé.
On conçoit alors que le dispositif d’estimation 30 et le procédé d’estimation selon l’invention permettent de fournir une estimation plus fiable de la pression exercée sur la surface tactile 26 lors d’un appui tactile, tout en évitant d’utiliser un capteur de pression.
Claims (10)
- Dispositif électronique (30) pour estimer une pression exercée par un doigt d’un utilisateur (15) sur une surface tactile (26), lors d’un appui du doigt contre la surface tactile (26), le dispositif d’estimation (30) étant apte à être connecté à un dispositif électronique de mesure (28) et à un capteur d’images (22),
le dispositif de mesure (28) étant configuré pour mesurer une taille de chaque appui de doigt contre la surface tactile (26), le capteur d’images (22) étant configuré pour prendre une image de l’utilisateur (15),
le dispositif électronique (30) comprenant :
- un module d’acquisition (32) configuré pour acquérir, de la part du dispositif de mesure (28), une taille d’un appui d’un doigt respectif de l’utilisateur (15) contre la surface tactile (26) ;
- un module d’estimation (36) configuré pour estimer, en fonction de la taille acquise, la pression exercée sur la surface tactile (26) par le doigt lors de l’appui de doigt respectif ;
caractérisé en ce qu’il comprend en outre :
- un module de détermination (34) configuré pour déterminer, à partir d’au moins une image de l’utilisateur (15) prise par le capteur d’images (22), un ensemble de paramètre(s) morphologique(s) de l’utilisateur (15) ;
le module d’estimation (36) étant configuré pour estimer ladite pression exercée via la mise en œuvre d’un algorithme recevant en entrée la taille de l’appui de doigt et l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s), et délivrant en sortie la pression estimée. - Dispositif électronique (30) selon la revendication 1, dans lequel la pression estimée dépend d’un ratio entre la taille de l’appui de doigt et la taille de l’extrémité du doigt.
- Dispositif électronique (30) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la taille de l’appui de doigt est choisie parmi le groupe consistant en : une aire de l’appui ; un couple formé du demi-grand axe et du demi-petit axe de l’appui, lorsque l’appui est de forme elliptique ; un rayon de l’appui, lorsque l’appui est de forme circulaire ; et un périmètre de l’appui.
- Dispositif électronique (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s) inclut au moins un élément parmi une taille de l’extrémité du doigt de l’utilisateur (15) et un lot de données morphologiques corrélé à la taille de l’extrémité du doigt de l’utilisateur (15) ;
l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s) incluant de préférence la taille de l’extrémité du doigt de l’utilisateur (15) et le lot de données morphologiques corrélé à la taille de l’extrémité du doigt de l’utilisateur (15) ;
la taille de l’extrémité du doigt étant de préférence choisie parmi le groupe consistant en : une aire de ladite extrémité ; un couple formé du demi-grand axe et du demi-petit axe de ladite extrémité, lorsque ladite extrémité est de forme elliptique ; un rayon de ladite extrémité, lorsque ladite extrémité est de forme circulaire ; et un périmètre de ladite extrémité ;
le lot de données morphologiques comportant de préférence plusieurs éléments parmi le groupe consistant en : l’âge de l’utilisateur (15) ; le genre de l’utilisateur (15) ; la hauteur de l’utilisateur (15) ; la longueur entre une pointe de l’acromion et un coude de l’utilisateur (15) ; la longueur entre la colonne vertébrale et un coude de l’utilisateur (15) ; et la longueur d’un bras de l’utilisateur (15). - Dispositif électronique (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’algorithme est un algorithme d’intelligence artificielle préalablement entraîné.
- Pavé tactile (25) comprenant une surface tactile (26) et un dispositif de mesure (28) configuré pour mesurer une taille d’un appui d’un doigt d’un utilisateur (15) contre la surface tactile (26),
caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif électronique (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, le dispositif électronique (30) étant connecté au dispositif de mesure (28) et apte à être connecté à un capteur d’images (22) configuré pour prendre au moins une image de l’utilisateur (15). - Ecran tactile (20) comprenant une surface tactile (26) et un dispositif de mesure (28) configuré pour mesurer une taille d’un appui d’un doigt d’un utilisateur (15) contre la surface tactile (26),
caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif électronique (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, le dispositif électronique (30) étant connecté au dispositif de mesure (28) et apte à être connecté à un capteur d’images (22) configuré pour prendre au moins une image de l’utilisateur (15). - Véhicule (10), notamment automobile, caractérisé en ce qu’il comprend un pavé tactile (25) selon la revendication 6 et/ou un écran tactile (20) selon la revendication 7.
- Procédé d’estimation d’une pression exercée par un doigt d’un utilisateur (15) sur une surface tactile (26), lors d’un appui du doigt contre la surface tactile (26), le procédé étant mis en œuvre par un dispositif électronique (30) apte à être connecté à un dispositif de mesure (28) et à un capteur d’image(s) (22), le dispositif de mesure (28) étant configuré pour mesurer une taille de chaque appui de doigt contre la surface tactile (26), le capteur d’images (22) étant configuré pour prendre au moins une image de l’utilisateur (15),
le procédé comprenant les étapes suivantes :
- acquisition (100), de la part du dispositif de mesure (28), d’une taille d’un appui respectif d’un doigt de l’utilisateur (15) contre la surface tactile (26) ;
- estimation (120), en fonction de la taille acquise, de la pression exercée sur la surface tactile (26) par le doigt lors de l’appui de doigt respectif ;
caractérisé en ce qu’il comprend en outre, préalablement à l’étape d’estimation (120), l’étape suivante :
- détermination (110), à partir d’au moins une image de l’utilisateur (15) prise par le capteur d’image(s) (22), d’un ensemble de paramètre(s) morphologique(s) de l’utilisateur (15); et
lors de l’étape d’estimation (120), ladite pression exercée étant estimée via la mise en œuvre d’un algorithme recevant en entrée la taille de l’appui de doigt et l’ensemble de paramètre(s) morphologique(s), et délivrant en sortie la pression estimée. - Programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en œuvre un procédé selon la revendication précédente.
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