WO2016091368A1 - Procede d'interaction depuis le volant entre un utilisateur et un systeme embarque dans un vehicule - Google Patents

Procede d'interaction depuis le volant entre un utilisateur et un systeme embarque dans un vehicule Download PDF

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WO2016091368A1
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steering wheel
rim
interaction
activation
sensors
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PCT/EP2015/002440
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Pascal Clochard
Jérôme Wroblewski
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Continental Automotive France
Continental Automotive Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to methods and systems enabling a driver to interact with a display device of a motor vehicle, from the steering wheel of the vehicle, especially in a driving situation, particularly when the vehicle is traveling.
  • a method for a motor vehicle comprising a steering wheel connected to the vehicle steering system, an instrument cluster comprising a display area, the steering wheel comprising a plurality of sensors, arranged on the rim and configured to detect the presence of at least one finger of at least one hand of the driver in contact with or near the rim, one after the other in the circumferential direction, the method comprising the following steps :
  • step c) the voluntary movement of fingers is representative of a multiple closure or tightening of the hand on the corresponding activation zone, namely a double closure or a triple closure.
  • the driver keeps the hands in hand or in the immediate vicinity of the steering wheel, without touching the handset, and keeping a good control of the steering wheel.
  • the voluntary movement of fingers can be performed in a predefined time window after the occurrence of an event to the driver; this time window may be of the order of 5 to 10 seconds, and this avoids inadvertently taking into account a movement performed outside this time window.
  • the double closing of the hand on the activation zone is defined by the detection of at least two fingers in contact or pressure on the rim by at least three contiguous sensors, then a lack of detection on the same sensors, then a new detection on the same sensors, then again a lack of detection on the same sensors.
  • At least one second activation zone is defined on the rim of the steering wheel, and at least one second interaction entity in the display zone, the first and second activation zones being arranged on either side symmetrically. a vertical median plane of the steering wheel, the first activation zone encompassing a nominal position of the right hand, and the second activation zone including a nominal position of the left hand. The driver can thus use very simply his two hands to interact with the handset without leaving the wheel of the hands
  • the first interaction entity represents an acceptance action of a proposal submitted to the driver, whereas the second interaction entity represents an action for rejecting said proposal.
  • the first interaction entity represents the acceptance of a telephone call while the second interaction entity represents a rejection of said telephone call, so that this can advantageously complement a hands-free telephone device.
  • the sensors are spaced from each other by not more than 15 mm in the circumferential direction, and each of the first and second activation zones covers an angular sector of the rim between 90 ° and 180 °.
  • the handset displays momentarily in one of its digital display zones and / or by a head-up display, an image of the steering wheel showing the different interaction zones available as well as representative pictograms of the corresponding actions, so that the driver is informed of the possibilities offered by voluntary tightening interactions on the rim of the steering wheel.
  • the invention also provides an interaction system for a motor vehicle for implementing the method described above and comprising a steering wheel connected to the steering system of the vehicle, an instrument cluster comprising a display area , the steering wheel comprising a plurality of sensors, arranged on the rim of the steering wheel and configured to detect the presence of at least one finger of at least one hand of the driver in contact with or near the rim of the steering wheel, some to the following the others in the circumferential direction, the rim of the steering wheel defining at least first and second activation zones, the instrument cluster defining, in the display area, at least first and second interaction entities located in position matching respectively with the first and second activation zones, representative of an event or a feature, the system being configured to detect a voluntary movement of fingers including at least one hand grip on one of the activation zones, and to take action relationship with the interaction entity corresponding to the activation zone.
  • FIG. 1 represents a general diagram of a system in which the method according to the invention can be implemented
  • FIGS. 2A and 2B show two driving configurations, respectively with active holding of the steering wheel and with a tightening movement on the right hand
  • FIG. 3 represents a sectional view of the rim of the steering wheel of the system represented in FIG. 1,
  • FIGS. 4A and 4B show detailed views of two examples of sensors used in the system represented in FIG. 1,
  • FIG. 5 shows a functional diagram of the capture device including in particular the sensors
  • FIGS. 6A and 6B show timing diagrams illustrating the detection of the fingers of the driver's hands.
  • FIG. 7 shows another timing diagram illustrating the detection of the fingers of the driver's hands
  • Figure 8 is similar to Figure 1 and shows a complementary functionality.
  • Figure 1 shows the central area of the driving position from the point of view of the driver (in driving situation in a straight line).
  • an instrument cluster 1 which, in this case, comprises a digital display area 10, 19 (LCD or pixelated), a steering wheel 2 for directing the vehicle, the steering wheel being rotatably mounted about the X axis and comprising a rim 25.
  • the instrument cluster 1 forms a display device which may further comprise various witnesses, lights, dials, known per se.
  • the vehicle has several on-board systems, such as a hands-free telephone system, vehicle environmental monitoring systems, warning systems for driving conditions and upcoming events on the planned route of the vehicle.
  • the instrument cluster 1 comprises, within the display zone 10, a first interaction entity 11 and a second interaction entity 12.
  • the first interaction entity is in the form of an element indicating "OK” and the second interaction entity is in the form of an element indicating "NOK”.
  • a pixelized or LCD type digital display area 19 In the overall display area of the handset is a pixelized or LCD type digital display area 19; it should be noted that the interaction entities 11, 12 described above or others which will be described later can of course be within the digital zone 19.
  • Interaction entity means a graphic object or a witness / light representative of an event intended for the driver or a feature available to the driver. Illustrative examples will be given later. Note that the interaction entity may be representative of an event associated with an embedded system other than the instrument cluster.
  • the steering wheel 2 comprises a detection device 3 whose main object is to detect the presence or absence of finger (s) and incidentally the grip quality of the steering wheel 2 by a driver.
  • the flywheel 2 comprises a central portion 61 called hub and a rim 25 connected to the hub by three branches in the illustrated example, but however the number of branches can be four or even two, or the steering wheel 2 can be of the mono-branch type .
  • the detection device 3 comprises a plurality of sensors 7 arranged on the rim 25 of the steering wheel 2.
  • the hands 4 grip the steering wheel 2 in a position of taken in hands called "9:15".
  • other conventional positions such as “10:10”, two-handed but asymmetrical positions, and one-handed positions are also commonly used by drivers.
  • the fingers of the hand 4 of the driver are designated by the reference 5.
  • the first activation zone 41 extends over an angular sector ⁇ 7 between 0 ° and 180 ° from the upper point 29, it is therefore here all the right half of the rim 25 of the steering wheel 2.
  • the first activation zone 41 on the steering wheel 2 is located in direct correspondence with the position of the first interaction entity 11 ("OK"), and of analogously, the second activation zone 42 is in direct correspondence with the position of the second interaction entity 12 ("NOK").
  • the graph representing "OK” may be green while the graph representing "NOK” may be red.
  • the interaction entities are situated in positional correspondence with the activation zones on the steering wheel to which they correspond, seen by the driver.
  • a particular gesture of the driver made by one of his hands on an activation zone corresponds to the expression of a wish on his part.
  • This particular gesture also called in the following "voluntary movement of fingers" corresponds to at least one closure (it will also say a “tightening") of hand on the desired activation zone.
  • the definition of the activation zones on the rim 25 can be contextual and vary according to the case presented to the driver; thus one can have a second activation zone 42 "on a smaller angular sector, for example between -45 ° and -90 ° from the upper position 29, and of course, in this case, there may be more than two activation zones and more than two interaction entities, for example a third activation zone 43 is associated with an icon 13 (third interaction entity) in the digital part of the display 19.
  • the steering wheel 2 is normally held by the driver.
  • the driver performs a deliberate clamping action ("closing") with his right hand 4D on an area of the rim 25 around the "3h" position at 90 °; more specifically it spreads the fingers 5 in a movement 51 and then it tightens the fingers 5 on the rim 25 according to the movement 52.
  • the driver keeps the hand in a proper position to maintain good control of the path of the vehicle.
  • the rim 25 of the wheel 2 has a round or slightly oval section with a first end face 2A directed towards the driver, an opposite face 2B, oriented away from the driver's vision, an upper face 2S on the outer part of the rim 25, and a lower face 2U on the inner part of the rim 25.
  • the median direction of this rim section 25, parallel to the axis X, is marked XC.
  • the rim 25 of the flywheel 2 comprises a generally metallic frame 63 which extends along a circle CC around the X axis of the flywheel 2.
  • the rim 25 of the flywheel 2 comprises a lining 64 made of synthetic material. , if necessary covered with fabric or leather, the lining 64 may have a certain flexibility and the outer surface 65 may have a certain roughness for the grip of the driver's hands.
  • detection sensors 7 are provided on the side 2B of the rim 25 opposite the face visible by the conductor, which makes it possible to generally detect the last phalanx of the finger 5 of the hand (see FIG. . This position of the sensors is also the most appropriate so that they are not visible to the occupants of the vehicle.
  • sensors 7 on the outer surface 2S. It is also possible to have sensors on the inside face 2U and on the front face 2A.
  • the sensors 7 are arranged one after the other in the circumferential direction CC.
  • the sensors 7 are distributed over an angular sector of 360 °, that is to say they preferably cover the entire circumference of the rim 25 of the flywheel 2 along the circumferential direction CC.
  • the sensors 7 cover a sector less than 360 °, for example of the order of 260 °, or even for example of the order of 200 °, to coincide with the sectors of habitual handling in a statistical population of drivers.
  • the distribution of the sensors 7 is symmetrical with respect to the upper point 29 of the flywheel 2 (in a straight line).
  • the sensors 7 are spaced from each other by a distance E of at most 15 mm in the circumferential direction CC. This provides sufficient precision to be able to discriminate the various potential objects detected including the presence of a single finger 5 on the rim 25 of the flywheel 2.
  • a single sensor 7 at a radial position XC given (see Figure 3), or several 7 sensors distributed at a given radial position XC (on the faces 2A, 2S, 2B).
  • the detection zone in other words the radius of action of the sensors, may be greater or less depending on the technological choice of the sensors 7; in FIG. 4A relatively small coverage areas 7A are shown for capacitive sensors.
  • the detection sensors 7 are optical sensors of the photodiode type with a larger detection area 7B which makes it possible to detect the finger 5 'close to the rim 25 without necessarily being in contact with each other.
  • U 1 to 2 cm
  • a part 70 serving as optical guide and closure piece is disposed between the diodes themselves and the outer wall 65 of the rim 25.
  • the optical closure part 70 is in the form of an annular band covering the entire surface where are arranged optical sensors.
  • the optical closure part 70 can advantageously be formed as a "tinted glass" to limit the penetration of radiation in the visible range to the sensors 7, especially in the case where the infrared field is used as detailed below.
  • a transmission diode Tx (7T) and a reception photodiode Rx (7R) are alternated along the circumferential direction CC. According to this arrangement, when one of the emission diodes 7T is activated, particular attention is paid to the level of light reception on the two adjacent reception diodes 7R.
  • the quantity of light received by the photodiodes Rx is measured; if one or more photodiodes receive a significantly lower amount of light than the others, this means that a finger 5 "is present near the rim 25 of the wheel 2 (indeed, the finger 5" generates a shadow 9 vis-à- vis natural ambient lighting). When the finger completely obscures a sensor 7, the light intensity received is almost zero. On the other hand, the majority of the sensors 7 receive the ambient light level in this part of the cabin of the vehicle, which makes it possible to determine the average perceived light level of reference.
  • the light supplement 9R is measured by the reflection of the infrared illumination 9T provided by the emitting diode Tx which is reflected on the finger 5 'of the driver.
  • night driving conditions very dimly lit passenger compartment, it is possible to provide, for example in the instrument cluster, a source of ambient ambient lighting, infrared or wider, replacing daylighting with natural light. .
  • the sensors 7 in the rim 25 could only be photodiodes responsible for measuring the shadow carried by the finger (s) vis-à-vis the natural light illumination or artificial lighting for example in the instrument cluster.
  • the electronic processing unit 8 is adapted (see FIG. 5) to deliver information to another third party system 68 which may be in this instance the instrument cluster 1 itself or another embedded system. connected to the instrument cluster 1 via a data bus.
  • the electronic processing unit 8 uses the information 69 of the angle of the steering wheel 2 relative to the straight line ("téta volant") to inhibit the taking into account of the voluntary movements of fingers during the turning maneuvers it is to say with "flying téta" for example greater than 45 °; indeed in this case, the positional correspondence is no longer really assured.
  • the transmission of information from the steering wheel 2 to a non-rotating element is made by infrared, using 7T infrared transmitters present for the detection function, during periods when they are not solicited for detection; in which case we avoid going through a rotary switch.
  • the detection system 3 comprises, in addition to the sensors 7 already mentioned, an electronic processing unit 8, configured to manage the detection information coming from the sensors 7.
  • the processing unit 8 identifies which sensor (among the plurality) detects an object (occultation by a finger) and, depending on the geographical position of this sensor, deduces the position of the finger detected on the circumference of the rim 25, for example expressed as an angular deviation from the upper point of the flywheel 29.
  • the processing unit 8 can perform a recurrent scan on all the diodes; including activating one of the 7T resistor diodes and simultaneously measuring the light receiving level on the two adjacent receiving LEDs 7R.
  • the optical sensors can detect the light intensity received by the reception diodes under natural light, that is to say non-activated emitting diodes (step / a1 /, detected 11), and moreover in a second step, the luminous intensity received by the reception diodes under artificial lighting, namely with the emitting diodes activated (step / a2 /, marked 12), is illuminated and then sensed.
  • the detection is preferably pulsed, that is to say that the detection instants are separated by marked idle times 19, which makes it possible to minimize the power consumption and to be less sensitive to variations in light. coming from outside such as the sun interfering with trees along the road or some neon urban lighting.
  • the detection system to conclude with a voluntary double-clamping movement, identifies the following sequence:
  • Figure 6B shows another case, with the fingers less synchronized, on three other adjacent sensors 71 - 73 and still denotes a double clamp or double closure.
  • the considered voluntary movement can also be a simple tightening, with temporal characteristics relatively well framed, to avoid a false detection.
  • the user system may require a simple tightening or double clamping depending on the action that is engaged in correspondence.
  • a limited time window T1 is provided, for example preset values between 5 and 10 seconds, to accept a hand tightening.
  • T1 a limited time window
  • the second closure must be performed in a period of time less than T2 seconds after the first closure (see Figure 6B).
  • FIG. 8 shows a case in point with four activation zones 41 - 44 on the steering wheel 2 respectively corresponding to four interaction entities 11 - 14, the examples of which are detailed below.
  • the first interaction entity 11 is represented as an off-hook telephone and the corresponding underlying action is an acceptance of an incoming telephone call.
  • the second interaction entity 12 is represented as an on-hook telephone and the corresponding underlying action is a rejection of an incoming telephone call or the termination of an ongoing call.
  • the third interaction entity 13 is represented as a speed control radar and the corresponding action subtended is the voluntary signaling of the presence of a speed control point on the road traveled ("scout" function).
  • the fourth interaction entity 14 is represented as a camera and the corresponding action subtended is the taking of snapshots or video of the vehicle environment; this may allow the driver to record photo / video data of another road user having a dangerous behavior for others for example.
  • the indication of the possibilities offered to the driver is in the form of a tutorial display in the digital display area 19 of the handset, this display being preferably momentary, for example when the user makes one or two tightenings of the steering wheel 2 which causes the establishment of the aforementioned display.
  • On the pictogram of the steering wheel 20 appear the activation zones 81-84 forming an image of the corresponding real activation zones 41 - 44 on the steering wheel 2.
  • this tutorial display can be duplicated (or replaced) by a head-up display system 100 (HUD) on the windshield of the vehicle, the icons marked 11 ', 12', 13 ', 14' around the screen. icon of the steering wheel 120 respectively corresponding to icons 11, 12, 13, 14.
  • HUD head-up display system 100

Abstract

La présente invention a pour objet un procédé pour véhicule automobile comprenant un volant, un combiné d'instruments, le volant comprenant des capteurs agencés sur la jante et configurés pour détecter la présence de doigts (5) d'une main (4) du conducteur au contact de la jante (25), les uns à la suite des autres dans le sens circonférentiel, le procédé comprenant les étapes suivantes : a) définir des première et deuxième zones d'activation sur la jante du volant, b) définir des première et deuxième entités d'interaction dans la zone d'affichage numérique, situées en correspondance de position avec les zones d'activation, c) détecter un mouvement de doigts comprenant au moins une fermeture ou serrage de main sur une zone d'activation, d) entreprendre une action en relation avec la première entité d'interaction.

Description

Procédé d'interaction depuis le volant entre un utilisateur
et un système embarqué dans un véhicule
La présente invention est relative aux procédés et systèmes permettant à un conducteur d'interagir avec un dispositif d'affichage d'un véhicule automobile, depuis le volant de direction du véhicule, notamment en situation de conduite, particulièrement lorsque le véhicule roule.
Plus précisément, on s'intéresse aux procédés et systèmes permettant au conducteur d'interagir de manière intuitive, sécurisée et aisée avec un combiné d'instruments, afin de répondre à une sollicitation et/ou d'engager une action vis-à-vis d'un système embarqué du véhicule (système de commande ou système de communication). Plus particulièrement, on privilégie une interaction donnant la possibilité au conducteur d'exprimer un souhait vis-à-vis d'un système embarqué du véhicule au moyen d'une entité graphique affichée sur le combiné et au moyen d'un geste effectué au contact du volant et ceci sans toucher la surface du combiné d'instruments.
Il est connu, du document GB 2 423 808, d'agencer une surface sensitive tactile (« tapis tactile »), par exemple sur la console centrale, ce qui permet de déplacer un pointeur sur le combiné d'instruments. Toutefois, cette solution implique que le conducteur mobilise une de ses mains sur le tapis tactile qui se trouve à distance du volant, ce qui n'est pas optimal en termes de sécurité de conduite.
Il est également connu du document US 2011 169 750, d'utiliser des tapis tactiles situés sur le coussin principal du volant en vue d'interagir avec un élément graphique ; néanmoins, cela nécessite de lâcher la prise en main normale du volant pour effectuer la manœuvre.
Il est donc apparu un besoin de proposer une solution améliorée pour permettre des interactions plus sûres du conducteur avec un ou plusieurs systèmes de commande ou de communication via le combiné d'instruments.
Selon l'invention, il est proposé un procédé pour véhicule automobile, le véhicule comprenant un volant de conduite relié au système de direction du véhicule, un combiné d'instruments comprenant une zone d'affichage, le volant comprenant une pluralité de capteurs, agencés sur la jante et configurés pour détecter la présence d'au moins un doigt d'au moins une main du conducteur au contact ou à proximité de la jante, les uns à la suite des autres dans le sens circonférentiel, le procédé comprenant les étapes suivantes :
a) définir au moins une première zone d'activation sur la jante du volant, b) définir, dans la zone d'affichage, au moins une première entité d'interaction située en correspondance de position avec la première zone d'activation, et représentative d'un événement ou d'une fonctionnalité,
c) détecter un mouvement volontaire de doigts représentatif d'au moins une fermeture de main sur la première zone d'activation,
d) entreprendre une action en relation avec la première entité d'interaction.
Le procédé selon l'invention est remarquable en ce que, à l'étape c), le mouvement volontaire de doigts est représentatif d'une fermeture ou serrage multiple de la main sur la zone d'activation correspondante, à savoir une fermeture double ou une fermeture triple.
Grâce à un tel procédé, on obtient une interaction par une gestuelle simple et intuitive sur le volant en interaction avec le combiné d'instruments afin d'engager une action vis-à-vis d'un système du véhicule.
Avantageusement, le conducteur garde les mains en prise ou à proximité immédiate du volant, sans toucher le combiné, et en gardant un bon contrôle du volant de direction.
En outre, on propose ainsi une manœuvre qui s'apparente à un double clic ou un double « tap », maintenant très utilisé dans diverses interfaces homme-machine.
Le mouvement volontaire de doigts peut être effectué dans une fenêtre de temps prédéfinie après l'apparition d'un événement à destination du conducteur ; cette fenêtre temporelle peut être de l'ordre de 5 à 10 secondes, et on évite ainsi de prendre en compte involontairement un mouvement effectué à l'extérieur de cette fenêtre temporelle.
Dans divers modes de réalisation du procédé selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
· la double fermeture de la main sur la zone d'activation est définie par la détection d'au moins deux doigts au contact ou en pression sur la jante par au moins trois capteurs contigus, puis une absence de détection sur les même capteurs, puis une nouvelle détection sur les même capteurs, puis à nouveau une absence de détection sur les même capteurs. Moyennant quoi, on fiabilise la prise en compte d'un mouvement volontaire et on élimine les risques de fausse détection ou de déclenchement involontaire.
• on définit au moins une deuxième zone d'activation sur la jante du volant, et au moins une deuxième entité d'interaction dans la zone d'affichage, les première et deuxième zones d'activation étant disposées de part et d'autre symétriquement d'un plan médian vertical du volant, la première zone d'activation englobant une position nominale de la main droite, et la deuxième zone d'activation englobant une position nominale de la main gauche. Le conducteur peut ainsi utiliser très simplement ses deux mains pour interagir avec le combiné sans quitter le volant des mains
• la première entité d'interaction représente une action d'acceptation d'une proposition soumise au conducteur, alors que la deuxième entité d'interaction représente une action de rejet de ladite proposition. Moyennant quoi on propose une interaction très simple pour exprimer un choix binaire tout en gardant les mains sur le volant.
• la première entité d'interaction représente l'acceptation d'un appel téléphonique alors que la deuxième entité d'interaction représente un rejet dudit appel téléphonique, de sorte que cela peut compléter avantageusement un dispositif de téléphone main libre.
• les capteurs sont espacés les uns des autres d'au plus 15 mm dans le sens circonférentiel, et chacune des première et deuxième zones d'activation couvre un secteur angulaire de la jante compris entre 90° et 180°. Moyennant quoi, on peut détecter les doigts du conducteur sur une portion de jante du volant suffisamment étendue, et de ce fait le geste du conducteur n'a pas à être précis ; il suffit qu'il choisisse la main gauche ou la main droite.
• le mouvement de doigts est détecté sur au moins trois doigts contigus ; ceci permet de prendre en compte uniquement des mouvements volontaires et d'écarter certains mouvements qui peuvent être fait naturellement par le conducteur.
• le combiné affiche momentanément dans une de ses zones d'affichage numérique et/ou par un affichage tête haute, une image du volant montrant les différentes zones d'interaction disponibles ainsi que des pictogrammes représentatifs des actions correspondantes, de sorte que le conducteur est informé des possibilités offertes par des interactions de serrage volontaire sur la jante du volant.
Par ailleurs, l'invention vise aussi un système d'interaction pour véhicule automobile permettant de mettre en œuvre le procédé décrit précédemment et comprenant un volant de conduite relié au système de direction du véhicule, un combiné d'instruments comprenant une zone d'affichage, le volant comprenant une pluralité de capteurs, agencés sur la jante du volant et configurés pour détecter la présence d'au moins un doigt d'au moins une main du conducteur au contact ou à proximité de la jante du volant, les uns à la suite des autres dans le sens circonférentiel, la jante du volant définissant au moins des première et deuxième zones d'activation, le combiné d'instruments définissant, dans la zone d'affichage, au moins des première et deuxième entités d'interaction situées en correspondance de position respectivement avec les première et deuxième zones d'activation, représentatives d'un événement ou d'une fonctionnalité, le système étant configuré pour détecter un mouvement volontaire de doigts comprenant au moins un serrage de main sur une des zones d'activation, et entreprendre une action en relation avec l'entité d'interaction correspondante à la zone d'activation.
D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. L'invention sera également mieux comprise en regard des dessins joints sur lesquels :
- la figure 1 représente un schéma général d'un système dans lequel le procédé selon l'invention peut être mis en œuvre,
- les figures 2A et 2B montrent deux configurations de conduite, respectivement avec une tenue active du volant et avec un mouvement de serrage sur la main droite,
- la figure 3 représente une vue en coupe de la jante du volant du système représenté sur la figure 1 ,
- les figures 4A et 4B montrent des vues de détail de deux exemples de capteurs utilisés dans le système représenté sur la figure 1 ,
- la figure 5 montre un diagramme fonctionnel du dispositif de captation incluant notamment les capteurs,
- les figures 6A et 6B montrent des chronogrammes illustrant la détection des doigts des mains du conducteur.
- la figure 7 montre un autre chronogramme illustrant la détection des doigts des mains du conducteur,
- la figure 8 est analogue à la figure 1 et montre une fonctionnalité complémentaire.
La figure 1 représente la zone centrale du poste de conduite depuis le point de vue du conducteur (en situation de conduite en ligne droite). Dans le poste de conduite, en face du conducteur, on trouve un combiné d'instruments 1 qui, dans le cas présent, comporte une zone d'affichage numérique 10, 19 (LCD ou pixelisée), un volant 2 de direction pour diriger le véhicule, le volant étant monté à rotation autour de l'axe X et comprenant une jante 25. Le combiné d'instruments 1 forme un dispositif d'affichage qui peut en outre comprendre divers témoins, voyants, cadrans, connus en soi.
Par ailleurs, le véhicule comporte plusieurs systèmes embarqués, comme par exemple un système de téléphonie main libre, des systèmes de surveillance de l'environnement du véhicule, des systèmes d'alerte des conditions de conduite et des événements à venir sur le parcours prévu du véhicule. Le combiné d'instruments 1 comprend, à l'intérieur de la zone d'affichage 10, une première entité d'interaction 11 et une deuxième entité d'interaction 12.
Dans un exemple simple illustré, la première entité d'interaction se présente sous la forme d'un élément indiquant « OK » et la deuxième entité d'interaction se présente sous la forme d'un élément indiquant « NOK ».
Dans la zone d'affichage 10 générale du combiné se trouve une zone d'affichage numérique 19 pixelisée ou de type LCD ; il faut noter que les entités d'interaction 11 , 12 décrites ci-dessus ou d'autres qui seront décrites plus loin peuvent bien entendu se trouver à l'intérieur de la zone numérique 19.
On entend par « entité d'interaction » un objet graphique ou un témoin/voyant représentatif d'un événement à destination du conducteur ou d'une fonctionnalité disponible pour le conducteur. Des exemples illustratifs seront donnés dans la suite. On note que l'entité d'interaction peut être représentative d'un événement associé à un système embarqué autre que le combiné d'instruments.
Le volant 2 comprend un dispositif de détection 3 dont l'objet principal est de détecter la présence ou l'absence de doigt(s) et accessoirement la qualité de prise en main du volant 2 par un conducteur.
Le volant 2 comprend une portion centrale 61 appelée moyeu et une jante 25 reliée au moyeu par trois branches dans l'exemple illustré, mais toutefois le nombre de branches peut être quatre ou même deux, ou le volant 2 peut être du type mono-branche.
Le dispositif de détection 3 comprend une pluralité de capteurs 7 agencés sur la jante 25 du volant 2. Sur la figure 2A, on voit que les mains 4 (la main gauche 4G et la main droite 4D) enserrent le volant 2 selon une position de prise en mains dite « 9h15 ». Bien sûr d'autres positions classiques comme « 10h10 », des positions à deux mains mais dissymétriques, et des positions à une seule main sont aussi couramment utilisées par les conducteurs.
Les doigts de la main 4 du conducteur sont désignés par la référence 5.
Sur la jante 25 du volant 2, on définit des zones d'activation, qui vont permettre au conducteur d'exprimer un souhait vis-à-vis d'une (ou plusieurs) entité d'interaction. Plus précisément, en référence à la figure 1, on définit une première zone d'activation 41' qui s'étend sur un secteur angulaire β1 entre 45° et 135° à partir du point du point supérieur 29 du volant 2 (référence β = 0°). Selon une autre définition, la première zone d'activation 41 s'étend sur un secteur angulaire β7 entre 0° et 180° à partir du point supérieur 29, il s'agit donc ici de toute la moitié droite de la jante 25 du volant 2. Selon un autre exemple, on peut définir, symétriquement en vis-à-vis par rapport au plan XW, une deuxième zone d'activation 42 qui s'étend entre - 45° et - 135° à partir du point supérieur 29 du volant 2 (référence β = 0°), ou bien une deuxième zone d'activation qui s'étend entre 0° et - 180° à partir du point supérieur 29, il s'agit donc de toute la moitié gauche de la jante 25 du volant 2.
On remarque que, pour une position de conduite en ligne droite, la première zone d'activation 41 sur le volant 2 se trouve située en correspondance directe avec la position de la première entité d'interaction 1 1 (« OK »), et de façon analogue la deuxième zone d'activation 42 se trouve en correspondance directe avec la position de la deuxième entité d'interaction 12 (« NOK »).
Pour améliorer encore l'intuitivité vis-à-vis du conducteur, le graphique représentant « OK » peut être de couleur verte, tandis que le graphique représentant « NOK » peut être de couleur rouge.
Plus généralement, selon la présente invention, on fait en sorte que les entités d'interaction soient situées en correspondance de position avec les zones d'activation sur le volant auxquelles elles correspondent, vu du conducteur.
Selon l'invention, un geste particulier du conducteur effectué par une de ses mains sur une zone d'activation correspond à l'expression d'un souhait de sa part. Ce geste particulier, aussi appelé dans la suite « mouvement volontaire de doigts », correspond à au moins une fermeture (on dira aussi un « serrage ») de main sur la zone d'activation souhaitée.
La définition des zones d'activation sur la jante 25 peut être contextuelle et varier suivant le cas présenté au conducteur ; ainsi on peut avoir une deuxième zone d'activation 42" sur un secteur angulaire plus restreint par exemple entre - 45° et - 90° à partir de la position supérieure 29 ; Bien entendu, dans ce cas, il peut y avoir plus de deux zones d'activation et plus de deux entités d'interaction ; par exemple une troisième zone d'activation 43 est associée à une icône 13 (troisième entité d'interaction) dans la partie numérique de l'affichage 19.
Il pourrait aussi y avoir une seule zone d'activation et une seule entité d'interaction.
Chaque zone d'activation 41 , 42, 43 pour être plus ou moins étendue sur la jante 25 du volant 2, et par conséquent peut mettre en jeu un nombre plus ou moins grand de capteurs 7, selon le contexte de conduite (vitesse du véhicule, angle de rotation du volant 2 « Teta volant », etc), et/ou selon les événements présentés au conducteur.
À la figure 2A, le volant 2 est tenu normalement par le conducteur. À la figure 2B, le conducteur effectue une action volontaire de serrage (« fermeture ») avec sa main droite 4D sur une zone de la jante 25 autour de la position « 3h » à 90° ; plus précisément il écarte les doigts 5 selon un mouvement 51 puis il resserre les doigts 5 sur la jante 25 selon le mouvement 52. On remarque que le conducteur garde la main dans une position adéquate pour conserver un bon contrôle de la trajectoire du véhicule. Dans l'exemple illustré à la figure 3, la jante 25 du volant 2 présente une section ronde ou légèrement ovale avec une première face frontale 2A dirigée vers le conducteur, une face opposée 2B, orientée à l'opposé de la vision du conducteur, une face supérieure 2S sur la partie extérieure de la jante 25, et une face inférieure 2U sur la partie intérieure de la jante 25. La direction médiane de cette section de jante 25, parallèle à l'axe X, est repérée XC.
La jante 25 du volant 2 comprend une armature 63 généralement métallique et qui s'étend le long d'un cercle CC autour de l'axe X du volant 2. En outre, la jante 25 du volant 2 comprend un garnissage 64 en matériau synthétique, le cas échéant recouvert de tissu ou de cuir, le garnissage 64 pouvant présenter une certaine souplesse et la surface extérieure 65 pouvant présenter une certaine rugosité pour l'accroche des mains du conducteur.
Dans l'exemple illustré, on dispose des capteurs de détection 7 du côté 2B de la jante 25 opposé à la face visible par le conducteur, ce qui permet de détecter généralement la dernière phalange du doigt 5 de la main (cf. figure 3). Cette position des capteurs est aussi la plus adéquate pour que ces derniers ne soient pas visibles des occupants du véhicule.
Toutefois, notamment dans le cas des capteurs capacitifs non visibles de l'extérieur, on remarque qu'on pourrait aussi installer des capteurs 7 sur la face supérieure 2S extérieure. Il n'est pas non plus exclu d'avoir des capteurs sur la face intérieure 2U et sur la face frontale 2A.
De préférence, les capteurs 7 sont agencés les uns à la suite des autres selon la direction circonférentielle CC.
Avantageusement, les capteurs 7 sont répartis sur un secteur angulaire de 360°, c'est-à-dire ils couvrent de préférence tout le tour de la jante 25 du volant 2 le long de la direction circonférentielle CC.
On note qu'il n'est pas exclu que les capteurs 7 couvrent un secteur inférieur à 360°, par exemple de l'ordre de 260°, ou même par exemple de l'ordre de 200°, pour coïncider avec les secteurs de prise en main habituelle dans une population statistique de conducteurs.
Avantageusement, la répartition des capteurs 7 est symétrique par rapport au point supérieur 29 du volant 2 (en ligne droite).
Selon un choix avantageux, les capteurs 7 sont espacés les uns des autres d'une distance E d'au plus 15 mm dans la direction circonférentielle CC. Ceci apporte une précision suffisante pour pouvoir discriminer les différents objets potentiels détectés y compris la présence d'un seul doigt 5 sur la jante 25 du volant 2. Comme évoqué plus haut, il peut y avoir soit un seul capteur 7 à une position radiale XC donnée (cf. figure 3), soit plusieurs 7 capteurs répartis à une position radiale XC donnée (sur les faces 2A, 2S, 2B).
La zone de détection, autrement dit le rayon d'action des capteurs, peut être plus ou moins grande selon le choix technologique des capteurs 7 ; à la figure 4A on a représenté des zones de couverture 7A relativement petites pour des capteurs capacitifs.
Dans l'exemple représenté à la figure 4B, les capteurs 7 de détection sont des capteurs optiques de type photodiodes avec une zone de détection plus grande 7B ce qui permet de détecter le doigt 5' à proximité de la jante 25 sans être forcément au contact (typiquement U = 1 à 2 cm); une pièce 70 faisant office de guide optique et de pièce de fermeture est disposée entre les diodes elles-mêmes et la paroi extérieure 65 de la jante 25. La pièce de fermeture optique 70 se présente comme une bande annulaire couvrant toute la surface où sont disposés les capteurs optiques. La pièce de fermeture optique 70 peut être avantageusement formée comme une « glace teintée » pour limiter la pénétration de rayonnement dans le domaine visible vers les capteurs 7, spécialement dans le cas où l'on travaille dans le domaine infrarouge comme détaillé ci-après. Optionnellement, on peut aussi disposer un filtre passif centré sur les longueurs d'onde de travail juste devant chaque photodiode. De tels filtrages permettent d'éliminer des parties de spectre inutiles et d'améliorer la sensibilité de la détection.
De préférence, on alterne une diode d'émission Tx (7T) et une photodiode de réception Rx (7R) le long de la direction circonférentielle CC. Selon cette disposition, lorsqu'une des diodes d'émission 7T est activée, on s'intéresse en particulier au niveau de réception lumineuse sur les deux diodes de réception 7R adjacentes.
Plus précisément, et en relation avec la figure 4B, quand les diodes émettrices Tx sont au repos, on mesure la quantité de lumière reçue par les photodiodes Rx ; si une ou plusieurs photodiodes reçoivent une quantité de lumière significativement inférieure aux autres, cela signifie qu'un doigt 5" est présent à proximité de la jante 25 du volant 2 (en effet, le doigt 5" génère un ombre 9 vis-à-vis de l'éclairage ambiant naturel). Lorsque le doigt occulte complètement un capteur 7, l'intensité lumineuse reçue est quasiment nulle. En revanche, la majorité des capteurs 7 reçoit le niveau lumineux ambiant dans cette partie de l'habitacle du véhicule, ce qui permet de déterminer le niveau lumineux moyen perçu de référence.
Pendant les phases d'éclairage artificiel, on mesure le supplément lumineux 9R apporté par la réflexion de l'éclairement infrarouge 9T fourni par la diode émettrices Tx qui se réfléchit sur le doigt 5' du conducteur. L'analyse de la quantité de lumière supplémentaire permet d'évaluer la distance du doigt par rapport à la surface extérieure 65 de la jante 25 du volant 2. On évalue ainsi la distance vis-à-vis de la surface extérieure 65 de la jante 25 jusqu'à U = 20mm. Pour tenir compte des conditions de conduite nocturne (habitacle très faiblement éclairé, il peut être prévu, par exemple dans le combiné d'instruments une source d'éclairage général d'ambiance, infrarouge ou plus large, remplaçant l'éclairage lumineux naturel de jour.
On remarque que dans une version simplifiée, les capteurs 7 dans la jante 25 pourraient être uniquement des photodiodes chargées de mesurer l'ombre portée 9 par le ou les doigts vis-à-vis de l'éclairage lumineux naturel ou d'un éclairage artificiel situé par exemple dans le combiné d'instruments.
L'unité électronique de traitement 8 est adaptée (cf. figure 5) pour délivrer des informations vers un autre système tiers 68 utilisateur qui peut être en l'occurrence ici le combiné d'instruments 1 lui-même ou bien un autre système embarqué 68 relié au combiné d'instruments 1 par un bus de transmission de données. L'unité électronique de traitement 8 utilise l'information 69 de l'angle du volant 2 par rapport à la ligne droite (« Téta volant ») pour inhiber la prise en compte des mouvements volontaires de doigts lors des manœuvres de virage c'est-à-dire avec des « Téta volant » par exemple supérieur à 45° ; en effet dans ce cas-là, la correspondance de position n'est plus vraiment assurée.
Lorsque la liaison entre unité électronique de traitement 8 et le système tiers 68 utilisateur est filaire, elle passe par un contacteur tournant 66.
De manière optionnelle, il peut être prévu que la transmission d'informations à partir du volant 2 vers un élément non tournant soit faite par infrarouge, en utilisant des transmetteurs infrarouges 7T présents pour la fonction détection, pendant les périodes où ils ne sont pas sollicités pour la détection ; auquel cas on évite de passer par un contacteur tournant.
Comme illustré à la figure 5, le système de détection 3 comprend, outre les capteurs 7 déjà mentionnés, une unité électronique de traitement 8, configurée pour gérer les informations de détection en provenance des capteurs 7.
Notamment, l'unité de traitement 8 identifie quel capteur (parmi la pluralité) détecte un objet (occultation par un doigt) et, en fonction de la position géographique de ce capteur, en déduit la position du doigt détecté sur la circonférence de la jante 25, par exemple exprimée sous forme d'un écart angulaire par rapport au point supérieur du volant 29.
De plus, l'unité de traitement 8 peut pratiquer un balayage récurrent sur l'ensemble des diodes ; y compris activer une des diodes démission 7T et mesurer simultanément le niveau de réception lumineuse sur les deux diodes de réception 7R adjacentes. Selon un aspect avantageux illustré à la figure 7, on prévoit que les capteurs optiques puissent détecter l'intensité lumineuse reçue par les diodes de réception sous éclairage naturel, c'est-à-dire diodes émettrices non activées (étape /a1/, repérée 11 ), et de plus dans un deuxième temps, on éclaire puis on capte l'intensité lumineuse reçue par les diodes de réception sous éclairage artificiel, à savoir avec les diodes émettrices activées (étape /a2/, repérée 12). Bien sûr, la détection est de préférence puisée, c'est-à- dire que les instants de détection sont séparés par des temps morts repérés 19, ce qui permet de minimiser la consommation électrique et d'être moins sensible à des variations de lumière venant de l'extérieur comme par exemple le soleil interférant avec des arbres le long de la route ou certains éclairages urbains à néon.
Comme illustré à la figure 6A, le système de détection, pour conclure à un mouvement volontaire de double serrage (ou double fermeture), identifie la séquence suivante :
• une absence de détection de doigts sur trois capteurs contigus 76 - 78 (période 91 ),
• une détection positive de doigts sur ces mêmes capteurs 76 - 78 (période 92),
• à nouveau une absence de détection (période 93),
• une nouvelle détection (période 94) de fermeture de main.
La figure 6B présente un autre cas de figure, avec les doigts moins synchronisés, sur trois autres capteurs contigus 71 - 73 et qui dénote tout de même un double serrage ou double fermeture.
Il faut noter que le mouvement volontaire considéré peut aussi être un simple serrage, avec des caractéristiques temporelles relativement bien encadrées, pour éviter une fausse détection. Selon un mode de réalisation, le système utilisateur peut requérir un simple serrage ou un double serrage suivant l'action qui est engagée en correspondance.
Dans les cas où l'action est engagée sur une simple fermeture de la main, on prévoit de préférence une fenêtre temporelle limitée T1 , par exemple de valeurs prédéfinies entre 5 et 10 secondes, pour accepter un serrage de la main. Ainsi, le souhait du conducteur ne sera pris en compte que s'il effectue cette fermeture de la main moins de T1 secondes après l'événement déclencheur 90 (cf. figure 6B).
On peut aussi prévoir, que dans le cadre de la double fermeture de la main, la deuxième fermeture doive être effectuée dans un laps de temps inférieur à T2 secondes après la première fermeture (cf. figure 6B).
À la figure 8 est représenté un cas de figure avec quatre zones d'activation 41 - 44 sur le volant 2 correspondant respectivement à quatre entités d'interaction 1 1 - 14, dont les exemples sont détaillés ci-après. La première entité d'interaction 11 est représentée comme un téléphone décroché et l'action correspondante sous-tendue est une acceptation d'un appel téléphonique entrant. La deuxième entité d'interaction 12 est représentée comme un téléphone raccroché et l'action correspondante sous-tendue est un rejet d'un appel téléphonique entrant ou la terminaison d'un appel en cours.
La troisième entité d'interaction 13 est représentée comme un radar de contrôle de vitesse et l'action correspondante sous-tendue est la signalisation volontaire de la présence d'un point de contrôle de vitesse sur la route parcourue (fonction « éclaireur »). La quatrième entité d'interaction 14 est représentée comme un appareil photo et l'action correspondante sous-tendue est la prise de clichés ou de vidéo de l'environnement du véhicule ; ceci peut permettre au conducteur d'enregistrer des données photos/vidéo d'un autre utilisateur de la route ayant un comportement dangereux pour les autres par exemple.
L'indication des possibilités offertes au conducteur se présente sous la forme d'un affichage tutoriel dans la zone d'affichage numérique 19 du combiné, cet affichage étant de préférence momentané, par exemple lorsque l'utilisateur effectue un ou deux serrages du volant 2 ce qui provoque la mise en place de l'affichage susmentionné. Sur le pictogramme du volant 20 apparaissent les zones d'activation 81-84 formant une image des zones d'activation réelles correspondantes 41 - 44 sur le volant 2.
On remarque que cet affichage tutoriel peut être dupliqué (ou remplacé) par un système d'affichage tête haute 100 (HUD) sur le pare-brise du véhicule, les icônes repérés 11 ', 12', 13', 14' autour de l'icône du volant 120 correspondant respectivement aux icônes 11 , 12, 13, 14.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour véhicule automobile, le véhicule comprenant un volant (2) de conduite relié au système de direction du véhicule, un combiné d'instruments (1) comprenant une zone d'affichage, le volant comprenant une pluralité de capteurs (7), agencés sur la jante (25) et configurés pour détecter la présence d'au moins un doigt (5) d'au moins une main (4) du conducteur au contact ou à proximité de la jante (25), les uns à la suite des autres dans le sens circonférentiel, le procédé comprenant les étapes suivantes :
a) définir au moins une première zone d'activation (41 ) sur la jante du volant (2), b) définir, dans la zone d'affichage, au moins une première entité d'interaction (11 ) située en correspondance de position avec la première zone d'activation, et représentative d'un événement ou d'une fonctionnalité, c) détecter un mouvement volontaire de doigts (5) représentatif d'au moins une fermeture de main (4) sur la première zone d'activation (41 ),
d) entreprendre une action en relation avec la première entité d'interaction ( 1 ), caractérisé en ce que à l'étape c), le mouvement volontaire de doigts (5) est représentatif d'une fermeture ou serrage multiple de la main (4) sur la zone d'activation correspondante, à savoir une fermeture double ou une fermeture triple.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel la double fermeture de la main (4) sur la zone d'activation est définie par la détection d'au moins deux doigts (5) au contact ou en pression sur la jante (25) par au moins trois capteurs (7) contigus, puis une absence de détection sur les même capteurs (7), puis une nouvelle détection sur les même capteurs (7), puis à nouveau une absence de détection sur les même capteurs (7).
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on définit au moins une deuxième zone d'activation (42) sur la jante du volant (2), et au moins une deuxième entité d'interaction (12) dans la zone d'affichage, les première et deuxième zones d'activation (41 , 42) étant disposées de part et d'autre symétriquement d'un plan médian vertical (WX) du volant (2), la première zone d'activation (41 ) englobant une position nominale de la main droite (4D), et la deuxième zone d'activation (42) englobant une position nominale de la main gauche (4G).
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la première entité d'interaction (11 ) représente une action d'acceptation d'une proposition soumise au conducteur, alors que la deuxième entité d'interaction (12) représente une action de rejet de ladite proposition.
5. Procédé selon l'une des revendications 3 ou 4, dans lequel la première entité d'interaction (11 ) représente l'acceptation d'un appel téléphonique alors que la deuxième entité d'interaction (12) représente un rejet dudit appel téléphonique.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel les capteurs sont espacés les uns des autres d'au plus 15 mm dans le sens circonférentiel, et chacune des première et deuxième zones d'activation (41 , 42) couvre un secteur angulaire de la jante compris entre 90° et 180°.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le mouvement de doigts (5) est détecté sur au moins trois doigts (5) contigus.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, dans lequel le combiné affiche momentanément dans une de ses zones (19) d'affichage numérique et/ou par un affichage tête haute (100), une image du volant (20, 120) montrant les différentes zones d'interaction disponibles (41 - 44) ainsi que des pictogrammes représentatifs (11 - 14) des actions correspondantes.
9. Système d'interaction pour véhicule automobile permettant de mettre en œuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes et comprenant un volant (2) de conduite relié au système de direction du véhicule, un combiné d'instruments (1 ) comprenant une zone d'affichage, le volant (2) comprenant une pluralité de capteurs (7), agencés sur la jante (25) du volant (2) et configurés pour détecter la présence d'au moins un doigt (5) d'au moins une main (4) du conducteur au contact ou à proximité de la jante (25) du volant (2), les uns à la suite des autres dans le sens circonférentiel, la jante (25) du volant (2) définissant au moins des première et deuxième zones d'activation (41 ,42),
• le combiné d'instruments définissant, dans la zone d'affichage, au moins des première et deuxième entités d'interaction (11 ,12) situées en correspondance de position respectivement avec les première et deuxième zones d'activation (41 , 42), représentatives d'un événement ou d'une fonctionnalité,
• le système étant configuré pour détecter un mouvement volontaire de doigts (5) comprenant au moins un serrage de main (4) sur une des zones d'activation (41 , 42), et entreprendre une action en relation avec l'entité d'interaction correspondante à la zone d'activation (41 , 42).
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