WO2019097165A1 - Systeme de simulation d'un deplacement sans contrainte d'un utilisateur dans un environnement de realite virtuelle - Google Patents

Systeme de simulation d'un deplacement sans contrainte d'un utilisateur dans un environnement de realite virtuelle Download PDF

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WO2019097165A1
WO2019097165A1 PCT/FR2018/052845 FR2018052845W WO2019097165A1 WO 2019097165 A1 WO2019097165 A1 WO 2019097165A1 FR 2018052845 W FR2018052845 W FR 2018052845W WO 2019097165 A1 WO2019097165 A1 WO 2019097165A1
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WO
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user
support arm
receiving
platform
base
Prior art date
Application number
PCT/FR2018/052845
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English (en)
Inventor
Hammouda ANOUAR
Fawzi SENOUCI
Arnaud CASCALES
Original Assignee
Enter Vr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes

Definitions

  • the present invention relates to the field of devices for simulating a displacement without stress.
  • the present invention more particularly relates to a system for simulating a constrained movement of a user in a virtual reality environment.
  • the present invention will thus find many advantageous applications in the field of virtual reality, and in particular in the field of video games, tourism, virtual tours or in the field of training devices and / or simulation for example for special forces or others.
  • Such a headset allows to immerse the user in a virtual environment.
  • the user can move in this virtual environment for example using a joystick.
  • the information collected by the haptic combination is then processed by a computer. It is then able to calculate and simulate based on this information the user's movement in the virtual environment.
  • the wearer of the haptic combination can thus move in the virtual environment by performing movements (walking, running, jumping, etc.) in the real world.
  • the combination of a helmet and a haptic combination has certain limitations, users seeking a total immersion having become particularly demanding. Indeed, when the user equipped with a haptic combination realizes movements in the real world to move in the virtual environment, it can meet obstacles in the real world.
  • the user is therefore limited in the movements that he realizes in the real world whereas generally he has only very little limit in his movements in the virtual environment: one understands indeed that the user can not realize in the real world all the movements he wants to move in the virtual environment.
  • the virtual environment simulates an outdoor space such as a plain or a forest
  • the user equipped with a haptic combination and a virtual reality helmet and located in a closed room (room) can not actually move without quickly encountering an obstacle such as a wall.
  • roller skates and a curved platform allows unrestricted movement of the user in the virtual environment.
  • KAT VR offers a solution to overcome these drawbacks by proposing a stem system marketed under the brand name "KATWALK”.
  • Such a system uses the concept of curved platform but also includes a bracket including a harness that allows the user to be held in position on the platform.
  • the object of the present invention is to improve the situation described above.
  • One of the objectives of the present invention is to remedy the various disadvantages mentioned above by proposing a solution for a simulation of a displacement without constraint of a user.
  • the present invention relates in a first aspect to a device for simulating a displacement without constraint of a user.
  • the simulation device comprises a platform comprising a reception base.
  • a reception base here conventionally comprises in the upper part a receiving surface intended to receive the user.
  • the receiving surface has a sliding coating. It will be understood here that it is not possible to have a firm support on such a surface. A person standing on such a slippery surface necessarily has a sliding support on this surface; we speak here of unstable equilibrium.
  • the simulation device further comprises a support structure overlooking the platform.
  • the support structure is intended to promote the balance of said user on this sliding coating.
  • the support structure comprises for this purpose a beam on which is mounted in a sliding pivot connection a support arm.
  • such a support arm extends substantially towards the platform.
  • the support arm comprises on a distal end fastening means configured to secure a user assembly means; the presence of these fastening means thus allows the user to be securely assembled to the support arm so that said user is in contact with the receiving base.
  • the device according to the present invention thus makes it possible to simulate an omni-directional movement of the user while keeping the latter in position on a reduced space at reception pedestal.
  • the support arm is sized relative to the support structure so that the user is in contact with the receiving base.
  • the support arm extends vertically along a vertical axis, also called the axis of the platform, such an axis passing through the center of the receiving base and being substantially perpendicular to said receiving base.
  • the sliding pivot connection between the support arm and the beam is configured to allow said arm to rotate about itself about the vertical axis and translate along said vertical axis.
  • the sliding pivot connection implements sliding means configured to ensure the translation of said support arm relative to said powder along the vertical axis.
  • the sliding means comprise:
  • the sliding means provide a damping function allowing for example a user to simulate a jump and fall on the base with a cushioning.
  • said support arm is configured so that said user is placed in the center of said receiving base, and in particular during a movement.
  • the support arm comprises a substantially u-shaped offset portion.
  • This U-shape makes it possible to position the user in the center of the receiving base so that the latter is aligned between the central axis of the receiving base and the axis of the sliding pivot connection.
  • the upper branch of the U comprises first telescopic tubes sized to slide one inside the other and first adjustment means implemented between the first tubes for a depth adjustment of said U allowing adaptation of the support arm to the template of said user by placing said user in the center of said receiving pedestal and aligning said user with the vertical axis.
  • the first adjustment means comprise a first pin adapted to be inserted into a plurality of first perforations formed along said upper branch of said U.
  • first perforations are through and are made on the first tubes so as to allow the passage of the first pin through the perforations corresponding to the desired depth.
  • the base of said U further comprises second telescopic tubes dimensioned to slide one inside the other and second adjustment means implemented between the second tubes for a height adjustment of said U allowing adaptation of the arm of support to the size of said user.
  • the second adjustment means comprise a second pin adapted to be inserted into a plurality of second perforations formed along said base of said U.
  • the receiving surface has inclined walls.
  • the receiving surface is substantially curved.
  • the receiving surface is of curved shape.
  • this receiving surface is substantially spherical unlike for example the platform proposed on the product "KATWALK" which has a sectioned section in the form of camembert.
  • Such a spherical (or curved) surface allows the user to reproduce natural walking (or running) movements.
  • the receiving pedestal has a radius of curvature ranging between about 1300 to 1700 millimeters, preferably substantially equal to 1500 millimeters.
  • the sliding coating comprises a surface layer formed at least partially in a polymeric material such as for example a polyethylene type polymer material.
  • a metal underlayer is covered by the surface layer.
  • the surface layer has a thickness greater than or equal to 5 millimeters, preferably between 5 and 15 millimeters.
  • the platform comprises an octagonal or circular base.
  • the base has in the upper part a receptacle sized to receive the receiving base.
  • the receiving base has a diameter substantially between 1300 to 1700 millimeters, preferably substantially equal to 1500 millimeters.
  • the support structure is in the form of a bracket.
  • the bracket comprises two uprights positioned on either side of the platform, this in particular to promote a good distribution of the loads of said user (here for example the loads exerted by the user on the beam).
  • the bracket is pivotally mounted on the platform so as to rotate on itself relative to the central axis of the platform.
  • the beam extends in a plane substantially parallel to the plane defined by the platform.
  • the support arm extends substantially perpendicular to the plane of the beam.
  • the support arm is mounted on the beam by means of a connecting piece hinged to the powder in a pivot connection.
  • This pivot link adds an extra degree of freedom to the user, which increases the user's ability to move.
  • the fixing means implemented at the distal end of the support arm comprise a fixing plate adapted to allow attachment of the assembly means.
  • the assembly means are of the type harness, straps or vest.
  • the device according to the present invention comprises a connecting piece implemented between the distal end and the fixing means, said connecting piece being rotatably mounted on said distal end so as to allow rotation of the fastening means on them. same with respect to the axis of the distal end of said arm.
  • the connecting piece is in the form of a tube adapted to fit around the distal end of the support arm.
  • the connecting piece comprises at the surface of said tube at least one light forming guide means in which a guide pin of the distal end moves during the rotation of the fastening means.
  • the guide pin is spring-loaded.
  • said at least one lumen extends longitudinally over a portion of the periphery of said tube so that said lumen defines the stroke of said finger during the rotation of the fixing means, each end of the light defining a stop of said finger.
  • the present invention relates to a system for simulating a user-free movement in a virtual reality environment.
  • the system comprising:
  • a computer connected to the helmet and comprising computer means for simulating a virtual reality environment.
  • the system according to the present invention comprises a pair of shoes whose soles comprise non-stick elements, for example of the inserts type, constituted at least partially in a thermoplastic polymer material such as for example a material of the polytetrafluoroethylene type.
  • the non-stick elements are positioned under the heel and / or G forefoot of each shoe or over the entire surface of the sole of each shoe.
  • the system according to the present invention comprises a haptic combination and / or at least one motion sensor capable of transmitting to the computer the information relating to the movements of the user in order to simulate the relative movements of the user in the virtual reality environment.
  • haptic combination is intended to equip the user to move on the receiving surface and allow the computer to directly recover the movements of the user.
  • the sensors can equip the user and / or the platform and / or the support structure to collect all the information relating to the movements of the user.
  • the motion sensor or sensors each comprise an accelerometer and / or a gyroscope and are intended to be positioned for example at the level of the lower limbs of the user.
  • a sensor is positioned at at least one of the pins of said user.
  • the Applicant has developed a specific computer program dedicated to said device and comprising instructions for the analysis of information from the sensor (s) of the movement in order to reproduce said movements identically in the virtual reality environment.
  • This computer program can use any programming language, and be in the form of a source code, an object code, or an intermediate code between a source code and an object code, such as in a partially compiled form, or in any other desirable form.
  • a recording medium readable by a computer on which said computer program is recorded.
  • a recording medium can be any entity or device capable of storing the program.
  • the medium may comprise storage means, such as a ROM, for example a CD-ROM or a microelectronic circuit type ROM, or a magnetic recording means or a hard disk.
  • this recording medium can also be a transmissible medium such as an electrical or optical signal, such a signal can be conveyed via an electric or optical cable, by conventional radio or radio or by self-directed laser beam or by other ways.
  • the computer program according to the invention can in particular be downloaded to an Internet type network.
  • the recording medium may be an integrated circuit in which the computer program is incorporated, the integrated circuit being adapted to execute or to be used in the execution of the method in question.
  • the object of the present invention by its various functional and structural aspects described above, provides a simulation system offering the possibility to the user to simulate without constraints displacements in the real world to be able to move freely in an environment of virtual reality.
  • FIGS. 1, 2, 3A-3B-3C, 4 and 5 illustrate an embodiment having no limiting character and on which:
  • FIG. 1 schematically represents a perspective view of a device for simulating a constrained displacement of a user according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 schematically represents a perspective view of a system for simulating a constrained movement of a user in an environment.
  • virtual reality device according to an exemplary embodiment of the present invention, said system comprising a device for simulating a displacement according to FIG. 1;
  • FIGS. 3A, 3B and 3C each schematically represent a front, side and top view respectively of a simulation device according to FIG. 1;
  • Figure 4 schematically shows a view of the U of a support arm implementing means for a depth and height adjustment of said arm to adapt the device to the template and the size of said user;
  • Figure 5 schematically shows a perspective view of a connecting piece being fixed on the distal end of the support arm to allow the latter to lean on the sides.
  • one of the objects of the present invention is to design a virtual reality system 200 allowing a user USER 1 to be able to move omnidirectionally and without constraints in the real world so as to improve the user experience in a virtual environment via a virtual reality headset 210.
  • FIG. 2 there is a simulation system 200 in which the user USER 1 of the system 200 is equipped with a virtual headset 210 and a haptic combination 230.
  • this headset 210 connected to a computer 210 plunges USER USER l in a virtual environment such as for example a video game or a guided tour of a tourist place, a museum or other.
  • the haptic combination 230 is able to provide the computer 210 with information relating to the movements of the USER USER l. This information is then processed by the computer 220 to simulate in the virtual environment the movements of the user USER l.
  • sensors can be used to analyze and detect the movements of the user.
  • the computer 220 of the system 200 is then able to process all the information provided by the combination 230 and / or the sensors to translate these movements realistically into the desired virtual environment.
  • the system 200 also comprises a simulation device 100.
  • Such a device 100 is configured to allow USER USER l to perform omnidirectional displacements without constraint in the real world.
  • the device 100 more particularly comprises a platform 10 with a receiving base 11 having a receiving surface adapted to receive the user USER l.
  • such a base 11 is in the form of a curved bowl adapted to receive USER USER l.
  • such a vessel comprises a diameter of approximately 1500 millimeters.
  • Such a diameter is particularly appreciated by the user USER 1 who can thus perform running steps or walking in the tank.
  • the radius of curvature of the vessel is approximately 1500 millimeters. It should be noted here that such a radius of curvature adapts perfectly to the movements of the user in his running or walking.
  • the receiving base 11 has a sliding coating surface 1a.
  • the curved shape also makes it possible to reproduce a natural walk.
  • the sliding coating surface 1a is smooth over the entire outer wall intended to come into contact with the user USER 1.
  • This sliding coating surface 1a is characteristic of the present invention.
  • a support structure 20 overhanging said platform 10 as illustrated in particular in FIG. 3A.
  • the support structure 20 comprises a horizontal beam 21 on which is mounted a support arm 22 towards the platform 10.
  • This sliding pivot connection is characteristic of the present invention: it allows the user to perform the movements freely.
  • the support arm 22 can rotate on itself about the vertical axis A perpendicular to the plane of the beam 21 (this axis A is also the central axis of the platform 20), and can also translate or slide along the same axis A.
  • the distal end 22a of the support arm 22 comprises a fixing plate 22c on which is provided the fixing of assembly means of the type harness or vest 240.
  • the user USER 1 can therefore be positioned on the platform 10 and put on his vest 240 or his harness in order to be held at his chest on the support arm 22.
  • This vest 240 or this harness ensures that it is securely attached to the support arm 22.
  • the support arm 22 comprises a remote portion 22b substantially in the shape of an inverted U-shape.
  • an inverted U shape makes it possible to position the user USER l in the axis A of the platform 10 and thus to center it on the receiving base 11.
  • the platform 20 and the support arm 22 are dimensioned so that once the user USER l attached to the vest 240 or the harness, the latter USER l can stand on the platform 10.
  • adjustment elements are provided to take into account the size and size of the users.
  • the U-shaped support arm 22 can comprise first adjustment means 26 allowing a depth adjustment of the upper branch of the inverted U to adapt to the template and the diverence. of USER user l.
  • the upper branch of the U comprises first telescopic tubes 27a and 27b which can slide into one another.
  • second adjustment means 25 implemented between the second telescopic tubes 28a and 28b forming the base of said U.
  • the USER user before use can adjust the height of the arm to adapt to its size by inserting a second pin 25a in the second perforations 25b which have been aligned with each other at the level of the second tubes.
  • the device 100 can be adjusted according to the size and the size of the USER user is particularly appreciated and makes it possible to widen the target of the users while improving the comfort and the experience of the user. It is further provided to further improve the freedom of movement of the user USER l an articulated connecting piece 22d.
  • Such a piece 22d illustrated in Figure 5 is intended to be implemented between the distal end 22a of the support arm 22 and the fastening means 22c (here the plate for example).
  • this piece 22d is to allow the user to lean freely on the sides.
  • the connecting piece 22d illustrated in FIG. 5 is in the form of a hollow tube 22d_1 having a passage opening 22d_4 at one end and fastening elements 22d_3 at the other end for fixing the means of fixing 22c.
  • the connecting piece 22d is fitted around the distal end 22a of the arm 22 via the passage opening 22d_4.
  • the fixing means 22c are then fastened to the fastening elements 22d_3, for example by a screw / nut system or the like.
  • the connecting piece 22d is rotatably mounted on the distal end 22a and allows, when it is rotated on itself, a rotation of the fixing means 22c with respect to the axis of the distal end 22a of said arm 22.
  • means for guiding the rotation are provided.
  • the connecting piece 22d comprises two oblong slots 22d_2 in each of which a guide pin (not shown here) of the distal end 22a mounted on spring is inserted and move during the rotation fastening means 22c.
  • the configuration of the device 100 with a support arm 22 mounted on the support structure 20 in a sliding pivot connection favors the movements of the user USER 1.
  • the presence of the support arm 22 mounted according to a sliding pivot on the beam 21 allows the user to turn 360 ° on itself and jump or bend
  • the user USER l can not take firm support on the slippery surface 1 la. It is, however, held at the level of the bust and can take a sliding support on the surface 1a since its feet are in contact with this surface 1a at the center 1b of the base 11.
  • the USER USER l is in unstable equilibrium on this surface 1 la as mentioned above.
  • sliding means 24 are provided ensuring a good sliding of the support arm 22 along the axis A.
  • sliding means 24 also provide cushioning when for example the user jumps.
  • the sliding means 24 comprise a hydraulic jack system comprising a piston sliding in a chamber 24a, and / or a spring system.
  • the latter U By wearing a virtual reality mask 210, the latter U is immersed in a virtual environment. He is not aware that he is doing it on the platform 10. Furthermore, it carries a haptic combination 230 including sensors positioned correctly to collect the information relating to the movements provided. This information will then be sent to the computer 220; such a computer 220 then comprises computer means able to simulate the displacement of the user USER l in the virtual environment.
  • the user experience is improved over the existing one because the user USER l really has the physical feel of moving forward in the virtual environment.
  • the coating surface I la comprises a metal sub-layer providing good robustness, and that this underlayer is covered with a surface layer at least partially made of a polyethylene-type polymer material (noted PE).
  • PE polyethylene-type polymer material
  • the underlayer and the surface layer also has good mechanical strength between them.
  • PE also makes it possible to use any type of shoe.
  • shoes whose soles comprise non-stick elements at least partially made of a thermoplastic polymer material of the polytetrafluoroethylene type.
  • the anti-adhesive elements are positioned under the heel and / or under the forefoot of each shoe to promote sliding and loss of support on the surface.
  • the surface layer has a thickness substantially equal to 10 millimeters.
  • the PE surface layer forms a monobloc tank.
  • the platform 10 comprises a base 12 of octagonal or circular shape.
  • a support structure 20 is provided in the form of a stem 23.
  • a bracket 23 comprising uprights 23a and 23b on either side of the platform allows to withstand heavy loads.
  • Such a configuration with a bracket 23 is particularly appreciated for example for G special forces training using virtual reality systems to simulate interventions in a virtual environment.
  • the present invention thus offers the user USER l a system 200 promoting the virtual world experience by improving the immersion of the latter.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de simulation (100) d'un déplacement sans contrainte d'un utilisateur (USER_1), ledit dispositif (100) comportant : -une plateforme (10) comprenant un socle de réception (11) présentant en partie supérieure une surface de réception destinée à recevoir ledit utilisateur (USER_1); et -une structure support (20) surplombant ladite plateforme (10), dans lequel ladite surface de réception comprend un revêtement glissant (11a), et dans lequel ladite structure support (20) comporte une poutre (21) sur laquelle est monté selon une liaison pivot glissant un bras de support (22) en direction de ladite plateforme (10), ledit bras de support (22) comprenant sur une extrémité distale (22a) des moyens de fixation (22c) configurés pour fixer des moyens d'assemblage (240) d'un utilisateur (USER_1) de manière à assembler solidairement ledit utilisateur (USER_1) audit bras de support (22) afin que ledit utilisateur (USER_1) soit en contact avec ledit socle de réception (11).

Description

SYSTEME DE SIMULATION D’UN DEPLACEMENT SANS CONTRAINTE D’UN UTILISATEUR DANS UN ENVIRONNEMENT DE REALITE VIRTUELLE
Domaine technique et art antérieur
La présente invention concerne le domaine des dispositifs de simulation d’un déplacement sans contrainte.
La présente invention concerne plus particulièrement un système de simulation d’un déplacement sans contrainte d’un utilisateur dans un environnement de réalité virtuelle.
La présente invention trouvera ainsi de nombreuses applications avantageuses dans le domaine de la réalité virtuelle, et notamment dans le domaine des jeux vidéo, du tourisme, des visites virtuelles ou encore dans le domaine des dispositifs d’entraînement et/ou de simulation par exemple pour les forces spéciales ou autres.
On comprendra ici que la présente invention trouvera d’autres applications avantageuses dans d’autres domaines impliquant l’utilisation de la réalité virtuelle.
On connaît dans le domaine des jeux vidéo l’utilisation d’un casque de réalité virtuelle.
Un tel casque permet de plonger l’utilisateur dans un environnement virtuel.
Généralement, l’utilisateur peut se déplacer dans cet environnement virtuel par exemple à l’aide d’un joystick.
Il peut également se déplacer dans cet environnement en portant une combinaison haptique ; une telle combinaison capte les mouvements de l’utilisateur dans le monde réel.
Les informations recueillies par la combinaison haptique sont ensuite traitées par un ordinateur. Celui-ci est alors capable de calculer et de simuler en fonction de ces informations le déplacement de l’utilisateur dans l’environnement virtuel.
L’utilisateur porteur de la combinaison haptique peut ainsi se mouvoir dans l’environnement virtuel en réalisant des mouvements (marche, course, saut, etc.) dans le monde réel.
L’utilisation d’une telle combinaison avec un casque est particulièrement appréciée dans le domaine des jeux vidéo ou de l’entrainement des forces spéciales car il renforce l’immersion du son utilisateur dans le monde virtuel proposé par l’univers.
Une telle combinaison améliore en effet l’expérience utilisateur.
Néanmoins, l’association d’un casque et d’une combinaison haptique présente certaines limites, les utilisateurs à la recherche d’une immersion totale étant devenus particulièrement exigeants. En effet, lorsque l’utilisateur équipé d’une combinaison haptique réalise des mouvements dans le monde réel pour se déplacer dans l’environnement virtuel, celui-ci peut rencontrer des obstacles dans le monde réel.
L’utilisateur est donc limité dans les mouvements qu’il réalise dans le monde réel alors que généralement il n’a que très peu de limite dans ses déplacements dans l’environnement virtuel : on comprend en effet que l’utilisateur ne peut pas réaliser dans le monde réel tous les mouvements qu’il souhaite pour se déplacer dans l’environnement virtuel.
A titre d’exemple, si l’environnement virtuel simule un espace en plein air comme par exemple une plaine ou une forêt, l’utilisateur équipé d’une combinaison haptique et d’un casque de réalité virtuelle et se situant dans une pièce fermée (chambre) ne peut se déplacer réellement sans rencontrer rapidement un obstacle tel qu’un mur.
De ce fait, il est obligé de faire des mouvements sur place pour simuler sa marche.
Les sensations de ce dernier sont donc altérées ; l’expérience de l’immersion dans l’environnement virtuel n’est pas pleinement satisfaisante puisque l’utilisateur a conscience d’être enfermé dans le monde réel.
On connaît dans l’état de la technique le document US 2004/0242390 Al qui divulgue l’utilisation d’une plateforme incurvée. Pour renforcer l’immersion, il est prévu dans ce document que l’utilisateur porte un casque de réalité virtuelle et soit équipé d’une paire de patins à roulettes.
L’utilisation de patins à roulettes et d’une plateforme incurvée permet un déplacement sans contrainte de l’utilisateur dans l’environnement virtuel.
Le système proposé dans ce document est astucieux, mais nécessite une très bonne maîtrise et un bon équilibre.
L’utilisation d’un tel système n’est pas adaptée au grand public.
La société KAT VR offre une solution pour remédier à ces inconvénients en proposant un système de potence commercialisé sous la marque « KATWALK ».
Un tel système utilise le concept de plateforme incurvée mais comprend en outre une potence comprenant un harnais qui permet à l’utilisateur d’être maintenu en position sur la plateforme.
Le Demandeur soumet toutefois que la solution proposée par la société KAT VR n’est pas pleinement satisfaisante ; celle-ci n’offre pas une liberté de mouvements optimale pour l’utilisateur.
De plus, l’expérience de l’immersion dans un environnement virtuel n’est pas totale. Résumé et objet de la présente invention
L’objet de la présente invention vise à améliorer la situation décrite ci-dessus.
Un des objectifs de la présente invention est de remédier aux différents inconvénients mentionnés ci-dessus en proposant une solution pour une simulation d’un déplacement sans contrainte d’un utilisateur.
La présente invention concerne selon un premier aspect un dispositif de simulation d’un déplacement sans contrainte d’un utilisateur.
Avantageusement, le dispositif de simulation selon la présente invention comporte une plateforme comprenant un socle de réception. Un tel socle de réception comprend ici classiquement en partie supérieure une surface de réception destinée à recevoir l’utilisateur.
Selon la présente invention, la surface de réception comporte un revêtement glissant. On comprendra ici qu’il n’est pas envisageable d’avoir un appui ferme sur une telle surface. Une personne se tenant sur une telle surface glissante a nécessairement un appui glissant sur cette surface ; on parle ici d’équilibre instable.
L’utilisateur qui se tient seul sur cette surface de réception est donc en équilibre instable sur la plateforme.
On prévoit à cet effet que le dispositif de simulation comporte en outre une structure support surplombant la plateforme.
Cette structure support est destinée à favoriser l’équilibre dudit utilisateur sur ce revêtement glissant. Selon la présente invention, la structure support comporte à cet effet une poutre sur laquelle est monté selon une liaison pivot glissant un bras de support.
De préférence, un tel bras de support s’étend sensiblement en direction de la plateforme.
De préférence, le bras de support comprend sur une extrémité distale des moyens de fixation configurés pour fixer des moyens d’assemblage d’un utilisateur ; la présence de ces moyens de fixation permet ainsi d’assembler solidairement l’utilisateur au bras de support de manière à ce que ledit utilisateur soit en contact avec le socle de réception.
Le fait d’avoir une surface de revêtement glissant permet à l’utilisateur dont les pieds reposent sur le socle de prendre uniquement un appui glissant sur le socle de réception. Celui- ci se retrouve alors en équilibre instable sur le socle de réception. L’utilisateur en simulant un déplacement (marche, course ou autre) fait donc du sur-place sur le socle de réception.
Ce dernier a la sensation de l’effort du mouvement qu’il procure sans pour autant se déplacer dans le monde réel.
Le dispositif selon la présente invention permet ainsi de simuler un déplacement omnidirectionnel de l’utilisateur tout en maintenant celui-ci en position sur un espace réduit au socle de réception. On comprendra ici que le bras de support est dimensionné par rapport à la structure support pour que Putilisatcur soit en contact avec le socle de réception.
Avantageusement, le bras de support s’étend verticalement le long d’un axe vertical, encore appelé axe de la plateforme, un tel axe passant par le centre du socle de réception et étant sensiblement perpendiculaire audit socle de réception.
Avantageusement, la liaison pivot glissant entre le bras de support et la poutre est configurée pour permettre audit bras de tourner sur lui-même autour de l’axe vertical et translater le long dudit axe vertical.
Dans un mode de réalisation avantageux de la présente invention, la liaison pivot glissant met en œuvre des moyens de coulissement configurés pour garantir la translation dudit bras de support par rapport à ladite poudre le long de l’axe vertical.
De préférence, les moyens de coulissement comprennent :
un système d’au moins un vérin hydraulique comprenant un piston coulissant dans une chambre ; et/ou
un système de ressort.
On comprend dans cette variante que les moyens de coulissement assurent une fonction d’amortissement permettant par exemple à un utilisateur de simuler un saut et de retomber sur le socle avec un amorti.
Préférentiellement, ledit bras de support est configuré pour que ledit utilisateur soit placé au centre dudit socle de réception, et ce notamment lors d’un mouvement.
Ainsi, lorsque l’utilisateur simule un mouvement de marche, ce dernier est replacé automatiquement au centre du socle de réception.
Dans un mode de réalisation avantageux, le bras de support comprend une portion déportée sensiblement en forme de U renversé.
Cette forme de U permet de positionner l’utilisateur au centre du socle de réception de manière à ce que ce dernier soit aligné entre l’axe centrale du socle de réception et l’axe de la liaison pivot glissant.
De préférence, la branche supérieure du U comprend des premiers tubes télescopiques dimensionnés pour coulisser l’un dans l’autre et des premiers moyens de réglage mis en œuvre entre les premiers tubes pour un réglage en profondeur dudit U permettant une adaptation du bras de support au gabarit dudit utilisateur en plaçant ledit utilisateur au centre dudit socle de réception et en alignant ledit utilisateur avec l’axe vertical.
Il est ainsi possible de régler la profondeur relative du U par rapport à l’axe vertical pour s’adapter à la corpulence de l’utilisateur. Selon une variante, les premiers moyens de réglage comportent une première goupille adaptée pour venir s’insérer dans une pluralité de premières perforations ménagées le long de ladite branche supérieure dudit U.
On comprend ici que les premières perforations sont traversantes et sont réalisées sur les premiers tubes de manière à permettre le passage de la première goupille à travers les perforations correspondant à la profondeur souhaitée.
De préférence, la base dudit U comprend en outre des seconds tubes télescopiques dimensionnés pour coulisser l’un dans l’autre et des seconds moyens de réglage mis en œuvre entre les seconds tubes pour un réglage en hauteur dudit U permettant une adaptation du bras de support à la taille dudit utilisateur.
Selon une variante, les seconds moyens de réglage comportent une seconde goupille adaptée pour venir s’insérer dans une pluralité de secondes perforations ménagées le long de ladite base dudit U.
Dans un mode de réalisation avantageux, la surface de réception présente des parois inclinées.
Dans un mode de réalisation alternatif, la surface de réception est sensiblement incurvée.
Dans ce mode, on comprend que la surface de réception est de forme incurvée. En d’autres termes, cette surface de réception est sensiblement sphérique contrairement par exemple à la plateforme proposée sur le produit « KATWALK » qui présente une surface sectionnée en forme de camembert.
Une telle surface sphérique (ou incurvée) permet à l’utilisateur de reproduire des mouvements de marche (ou de course) naturels.
De préférence, le socle de réception présente un rayon de courbure compris entre de l’ordre de de 1300 à 1700 millimètres, de préférence sensiblement égal à 1500 millimètres.
Avantageusement, le revêtement glissant comprend une couche surfacique constituée au moins partiellement dans un matériau polymère tel que par exemple un matériau polymère du type polyéthylène.
De préférence, une sous-couche métallique est recouverte par la couche surfacique.
De préférence, la couche surfacique présente une épaisseur supérieure ou égale à 5 millimètres, de préférence comprise entre 5 et 15 millimètres.
Avantageusement, la plateforme comporte une base de forme octogonale ou circulaire.
De préférence, la base présente en partie supérieure un réceptacle dimensionné pour recevoir le socle de réception. Avantageusement, le socle de réception présente un diamètre sensiblement compris entre 1300 à 1700 millimètres, de préférence sensiblement égal à 1500 millimètres.
Dans un mode de réalisation avantageux, la structure support se présente sous la forme d’une potence.
De préférence, la potence comprend deux montants positionnés de part et d’autre de la plateforme, ceci notamment pour favoriser une bonne répartition des charges dudit utilisateur (ici par exemple les charges exercées par l’utilisateur sur la poutre).
Avantageusement, la potence est montée à pivot sur la plateforme de manière à pouvoir tourner sur elle-même par rapport à l’axe centrale de la plateforme.
De ce fait, il devient possible pour l’utilisateur d’être entraîné en rotation.
Dans un mode de réalisation avantageux, la poutre s’étend dans un plan sensiblement parallèle au plan défini par la plateforme. Dans ce mode, on prévoit de préférence que le bras de support s’étend sensiblement perpendiculairement au plan de la poutre.
Avantageusement, le bras de support est monté sur la poutre par l’intermédiaire d’une pièce de liaison articulée sur la poudre selon une liaison pivot.
Cette liaison pivot ajoute un degré de liberté supplémentaire à l’utilisateur, ce qui augmente la capacité de ce dernier à se mouvoir.
Avantageusement, les moyens de fixation mis en œuvre au niveau de l’extrémité distale du bras de support comprennent une platine de fixation apte à permettre une fixation des moyens d’assemblage.
De préférence, les moyens d’assemblage sont du type harnais, sangles ou gilet.
Avantageusement, le dispositif selon la présente invention comprend une pièce de liaison mise œuvre entre l’extrémité distale et les moyens de fixation, ladite pièce de liaison étant montée rotative sur ladite extrémité distale de manière à permettre une rotation des moyens de fixation sur eux-mêmes par rapport à l’axe de l’extrémité distale dudit bras.
Dans un mode de réalisation avantageux, la pièce de liaison se présente sous la forme d’un tube apte à venir s’emboîter autour de l’extrémité distale du bras de support.
De préférence, la pièce de liaison comporte à la surface dudit tube au moins une lumière formant des moyens de guidage dans laquelle un doigt de guidage de l’extrémité distale vient se déplacer lors de la rotation des moyens de fixation.
De préférence, le doigt de guidage est monté sur ressort.
De préférence, ladite au moins une lumière s’étend longitudinalement sur une portion de la périphérie dudit tube de manière à ce que ladite lumière définisse la course dudit doigt lors de la rotation des moyens de fixation, chaque extrémité de la lumière définissant une butée d’arrêt dudit doigt.
La présente invention concerne selon un deuxième aspect un système de simulation d’un déplacement sans contrainte d’un utilisateur dans un environnement de réalité virtuelle.
De préférence, le système comprenant :
un dispositif de simulation tel que celui décrit ci-dessus,
un casque de réalité virtuelle, et
un ordinateur relié au casque et comprenant des moyens informatiques pour simuler un environnement de réalité virtuelle.
Avantageusement, le système selon la présente invention comprend une paire de chaussures dont les semelles comprennent des éléments antiadhésifs, par exemple du type inserts, constitués au moins partiellement dans un matériau polymère thermoplastique tel que par exemple un matériau du type polytétrafluoroéthylène.
On comprend ici qu’une telle paire de chaussures est destinée à équiper l’utilisateur afin de se mouvoir sur la surface de réception.
De préférence, les éléments antiadhésifs sont positionnés sous le talon et/ou sous G avant-pied de chaque chaussure ou encore sur toute la surface de la semelle de chaque chaussure.
Avantageusement, le système selon la présente invention comprend une combinaison haptique et/ou d’au moins un capteur de mouvement apte à transmettre à l’ordinateur les informations relatives aux mouvements de l’utilisateur afin de simuler les déplacements relatifs de l’utilisateur dans l’environnement de réalité virtuelle.
On comprend ici qu’une telle combinaison haptique est destinée à équiper l’utilisateur afin de se mouvoir sur la surface de réception et permettre à l’ordinateur de récupérer directement les mouvements de l’utilisateur.
Les capteurs peuvent quant à eux équiper l’utilisateur et/ou la plateforme et/ou la structure support pour recueillir l’ensemble des informations relatives aux mouvements de l’utilisateur.
De préférence, le ou les capteurs de mouvements comportent chacun un accéléromètre et/ou un gyroscope et sont destinés à être positionnés par exemple au niveau des membres inférieures de l’utilisateur. De préférence, on positionne un capteur au niveau d’au moins une des chevilles dudit utilisateur.
Le Demandeur a développé un programme d’ordinateur spécifique dédié audit dispositif et comprenant des instructions pour l’analyse des informations provenant du ou des capteurs de mouvement afin de reproduire lesdits mouvements à l'identique dans l’environnement de réalité virtuelle.
Ce programme d’ordinateur peut utiliser n’importe quel langage de programmation, et être sous la forme d’un code source, d’un code objet, ou d’un code intermédiaire entre un code source et un code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n’importe quelle autre forme souhaitable.
Il est également prévu un support d’enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré ledit programme d’ordinateur. D’une part, un tel support d’enregistrement peut être n’importe quel entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une mémoire ROM, par exemple un CD-ROM ou une mémoire ROM de type circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique ou un disque dur.
D’autre part, ce support d’enregistrement peut également être un support transmissible tel qu’un signal électrique ou optique, un tel signal pouvant être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio classique ou hertzienne ou par faisceau laser autodirigé ou par d’autres moyens. Le programme d’ordinateur selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet.
Alternativement, le support d’enregistrement peut être un circuit intégré dans lequel le programme d’ordinateur est incorporé, le circuit intégré étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l’exécution du procédé en question.
Ainsi, l’objet de la présente invention, par ses différents aspects fonctionnels et structurels décrits ci-dessus, met à disposition un système de simulation offrant la possibilité à l’utilisateur de simuler sans contrainte les déplacements dans le monde réel pour pouvoir se déplacer librement dans un environnement de réalité virtuel.
Brève description des figures annexées
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-dessous, en référence aux figures 1, 2, 3A-3B-3C, 4 et 5 annexées qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif et sur lesquelles :
la figure 1 représente de façon schématique une vue en perspective d’un dispositif de simulation d’un déplacement sans contrainte d’un utilisateur selon un exemple de réalisation de la présente invention ;
la figure 2 représente de façon schématique une vue en perspective d’un système de simulation d’un déplacement sans contrainte d’un utilisateur dans un environnement de réalité virtuelle selon un exemple de réalisation de la présente invention, ledit système comprenant un dispositif de simulation d’un déplacement conforme à la figure 1 ;
les figures 3A, 3B et 3C représentent chacune de façon schématique une vue respectivement de face, de côté et de dessus d’un dispositif de simulation conforme à la figure 1 ;
la figure 4 représente de façon schématique une vue du U d’un bras de support mettant en œuvre des moyens pour un réglage en profondeur et en hauteur dudit bras afin d’adapter le dispositif au gabarit et à la taille dudit utilisateur ; et
la figure 5 représente de façon schématique une vue en perspective d’une pièce de liaison venant se fixer sur l’extrémité distale du bras de support pour permettre à ce dernier de se pencher sur les côtés.
Description détaillée selon un exemple de réalisation avantageux
Un dispositif de simulation selon un exemple de réalisation avantageux ainsi que le système qui lui est associé vont maintenant être décrits dans ce qui va suivre en référence conjointement aux figures 1, 2, 3A-3B-3C, 4 et 5.
Pour mémoire, l’un des objets de la présente invention est de concevoir un système 200 de réalité virtuelle permettant à un utilisateur USER l de pouvoir se déplacer de façon omnidirectionnelle et sans contrainte dans le monde réel de manière à améliorer l’expérience utilisateur dans un environnement virtuel via notamment un casque de réalité virtuel 210.
Ceci est rendu possible dans l’exemple qui suit.
Dans cet exemple et comme illustré en figure 2, on dispose d’un système 200 de simulation dans lequel l’utilisateur USER l du système 200 est muni d’un casque virtuel 210 et d’une combinaison haptique 230.
On comprendra dans cet exemple que ce casque 210 relié à un ordinateur 210 plonge l’utilisateur USER l dans un environnement virtuel tel que par exemple un jeu vidéo ou une visite guidée d’un lieu touristique, d’un musée ou autre.
La combinaison haptique 230 est quant à elle apte à fournir à l’ordinateur 210 les informations relatives aux mouvements de l’utilisateur USER l. Ces informations sont ensuite traitées par l’ordinateur 220 pour simuler dans l’environnement virtuel les déplacements de l’utilisateur USER l .
L’homme du métier pourra naturellement envisager d’autres applications. On peut de façon alternative ou complémentaire prévoir rutilisation de capteurs pour analyser et détecter les mouvements de Putilisatcur USER l.
L’ordinateur 220 du système 200 est ensuite capable de traiter l’ensemble des informations fournies par la combinaison 230 et/ou les capteurs pour traduire ces mouvements de façon réaliste dans l’environnement virtuel souhaité. Le système 200 comprend également un dispositif de simulation 100.
Un tel dispositif 100, caractéristique de la présente invention, est configuré pour permettre à l’utilisateur USER l de réaliser des déplacements omnidirectionnels sans contrainte dans le monde réel.
Dans cet exemple, le dispositif 100 comprend plus particulièrement une plateforme 10 avec un socle de réception 11 présentant une surface de réception apte à recevoir l’utilisateur USER l.
Dans cet exemple et comme illustré notamment en figure 1, un tel socle 11 se présente sous la forme d’une cuve incurvée apte à recevoir l’utilisateur USER l.
Dans cet exemple, une telle cuve comprend un diamètre d’environ sensiblement 1500 millimètres.
Un tel diamètre est particulièrement apprécié de l’utilisateur USER l qui peut ainsi réaliser des pas de course ou de marche dans la cuve.
Dans cet exemple, le rayon de courbure de la cuve est d’environ sensiblement 1500 millimètres. On notera ici qu’un tel rayon de courbure s’adapte parfaitement aux mouvements de l’utilisateur dans sa course ou sa marche.
Dans l’exemple de réalisation décrit ici, le socle de réception 11 présente une surface de revêtement glissant 1 la.
Le fait d’avoir un revêtement glissant l la offre une bonne expérience à l’utilisateur USER l ; une telle surface l la empêche en effet l’utilisateur USER l d’avoir un appui ferme sur le socle 11 de sorte que ce dernier est en équilibre instable sur cette surface l la.
La combinaison de ce revêtement glissant l la et de cette forme incurvée permet à l’utilisateur USER l d’être naturellement replacé au centre l lb du socle 11 à chaque pas réalisé.
La forme incurvée permet en outre de reproduire une marche naturelle.
De préférence, la surface de revêtement glissant 1 la est lisse sur la totalité de la paroi externe destiné à entrer en contact avec l’utilisateur USER l.
L’utilisateur USER l, une fois positionné sur la plateforme 10, n’a pas d’équilibre.
Cette surface de revêtement glissant 1 la est caractéristique de la présente invention. Pour maintenir en position l’utilisateur USER l sur cette surface glissante 11 a, il est prévu dans cet exemple une structure support 20 surplombant ladite plateforme 10 comme illustré notamment en figure 3A.
Dans cet exemple, la structure support 20 comprend une poutre 21 horizontale sur laquelle est monté un bras de support 22 en direction de la plateforme 10.
Dans cet exemple, on prévoit que le bras de support 22 et la poutre 21 sont reliés entre eux selon une liaison pivot glissant.
Cette liaison pivot glissant est caractéristique de la présente invention : elle permet à l’utilisateur de réaliser les mouvements librement.
En effet, grâce à celle-ci, le bras de support 22 peut tourner sur lui-même autour de l’axe vertical A perpendiculaire au plan de la poutre 21 (cet axe A est également l’axe centrale de la plateforme 20), et peut également translater ou coulisser selon ce même axe A.
L’utilisation d’une telle liaison pivot glissant augmente la liberté de mouvements de l’utilisateur USER l qui peut tourner sur lui-même et également sauter ou se baisser.
Dans cet exemple, l’extrémité distale 22a du bras de support 22 comprend une platine de fixation 22c sur laquelle on prévoit la fixation de moyens d’assemblage du type harnais ou gilet 240.
Ainsi, grâce à la présence de ces moyens de fixation 22c reliant les moyens d’assemblage 240 au bras de support 22, l’utilisateur USER l peut donc venir se positionner sur la plateforme 10 et enfiler son gilet 240 ou son harnais afin d’être maintenu au niveau de son buste sur le bras de de support 22.
Ce gilet 240 ou ce harnais lui assure d’être solidement attaché au bras de support 22.
Le fait d’être maintenu au buste par l’intermédiaire d’un gilet ou d’un gilet fixé à la platine de fixation favorise les mouvements de l’utilisateur USER l qui peut s’accroupir ou se mettre à genou sur le socle 11 ou encore sauter.
Comme illustré en figure 5, on peut également prévoir l’adjonction d’une pièce additionnelle permettant à l’utilisateur USER l de se pencher sur les côtés sans contrainte.
Dans cet exemple et comme illustré en figure 3B, le bras de support 22 comprend une portion déportée 22b sensiblement en forme de U renversé. Une telle forme en U renversé permet de positionner l’utilisateur USER l dans l’axe A de la plateforme 10 et donc de centrer celui-ci sur le socle de réception 11.
On comprendra ici que la plateforme 20 et le bras de support 22 sont dimensionnés de manière à ce qu’une fois l’utilisateur USER l fixé au gilet 240 ou au harnais, ce dernier USER l peut se tenir debout sur la plateforme 10. On prévoit toutefois de façon avantageuse des éléments de réglage pour tenir compte de la taille et du gabarit des utilisateurs.
A cet effet, et comme illustré en figure 4, le bras de support 22 en forme de U peut comprendre des premiers moyens de réglage 26 permettant un réglage en profondeur de la branche supérieure du U renversé pour s’adapter au gabarit et à la corpulence de l’utilisateur USER l .
Ici, la branche supérieure du U comprend des premiers tubes télescopiques 27a et 27b qui peuvent coulisser l’un dans l’autre.
Il est ainsi possible d’utiliser les premiers moyens de réglage 26 qui sont mis en œuvre entre les premiers tubes 27a et 27b pour régler en profondeur le U.
Il suffît à l’utilisateur de positionner les tubes selon la profondeur souhaitée en alignant les perforations 26b de l’un des premiers tubes avec la perforation de l’autre premier tube ; puis, il suffit d’insérer la première goupille 26a dans les perforations alignées pour bloquer en position les premiers tubes télescopiques 27a et 27b entre eux.
Grâce à ce réglage en profondeur, il est possible de positionner l’utilisateur USER l au centre 1 lb du socle 11, et ce quelles que soient son gabarit et sa corpulence.
Il est également prévu des seconds moyens de réglage 25 mis en œuvre entre les seconds tubes télescopiques 28a et 28b formant la base dudit U.
De la même manière, l’utilisateur USER l avant utilisation peut régler la hauteur du bras pour s’adapter à sa taille en insérer une seconde goupille 25a dans les secondes perforations 25b qui auront été alignées entre elles au niveau des seconds tubes.
Le fait de pouvoir régler le dispositif 100 selon la taille et le gabarit de l’utilisateur USER l est particulièrement apprécié et permet d’élargir la cible des utilisateurs tout en améliorant le confort et l’expérience de l’utilisateur. On prévoit en outre pour améliorer davantage la liberté de mouvements de l’utilisateur USER l une pièce de liaison 22d articulée.
Une telle pièce 22d illustrée en figure 5 est destinée à être mise œuvre entre l’extrémité distale 22a du bras de support 22 et les moyens de fixation 22c (ici la platine par exemple).
L’objectif de cette pièce 22d est de permettre à l’utilisateur de se pencher librement sur les côtés.
A cet effet, la pièce de liaison 22d illustrée en figure 5 se présente sous la forme d’un tube creux 22d_l présentant une ouverture de passage 22d_4 à une extrémité et des éléments de fixation 22d_3 à l’autre extrémité pour la fixation des moyens de fixation 22c.
La pièce de liaison 22d vient s’emboîter autour l’extrémité distale 22a du bras 22 par l’intermédiaire de l’ouverture de passage 22d_4. On vient ensuite fixer les moyens de fixation 22c sur les éléments de fixation 22d_3 par exemple par un système de vis/écrou ou autres.
De cette façon, la pièce de liaison 22d est montée rotative sur l’extrémité distale 22a et permet lors de sa mise en rotation sur elle-même une rotation des moyens de fixation 22c par rapport à l’axe de l’extrémité distale 22a dudit bras 22.
Dans cet exemple, on prévoit des moyens de guidage de la rotation.
Ici, il est ainsi prévu que la pièce de liaison 22d comporte deux lumières oblongues 22d_2 dans chacun desquelles un doigt de guidage (non représenté ici) de l’extrémité distale 22a monté sur ressort vient s’y insérer et se déplacer lors de la rotation des moyens de fixation 22c.
On comprend ici que les extrémités El et E2 de chacune de ces lumières constituent une butée d’arrêt dudit doigt ; ces butées d’arrêt définissent la course dudit doigt et donc l’angle de rotation des moyens de fixation par rapport à l’axe d’extrémité distale 22c du bras de support 22.
La configuration du dispositif 100 avec un bras de support 22 monté sur la structure support 20 selon une liaison pivot glissant favorise les mouvements de l’utilisateur USER l.
La présence du bras de support 22 monté selon un pivot glissant sur la poutre 21 permet en effet à l’utilisateur de tourner à 360° sur lui-même et de sauter ou se baisser
Une fois correctement en place sur le socle avec les réglages adaptés à sa taille et son gabarit, l’utilisateur USER l ne peut pas prendre un appui ferme sur la surface de revêtement glissant 1 la. Il est toutefois maintenu au niveau du buste et peut prendre un appui glissant sur la surface 1 la puisque ses pieds sont en contact avec cette surface 1 la au niveau du centre 1 lb du socle 11. L’utilisateur USER l est en équilibre instable sur cette surface 1 la comme évoqué précédemment.
En reproduisant les mouvements de la marche ou de la course, il fait du surplace et est repositionné au centre 1 lb du socle 11 à chaque pas grâce à la forme incurvée de celle-ci.
Il ressent malgré tout les efforts relatifs à ces mouvements.
On notera ici qu’il est prévu des moyens de coulissement 24 assurant un bon coulissement du bras de support 22 le long de l’axe A.
Ces moyens de coulissement 24 assurent également un amorti lorsque par exemple l’utilisateur saute. On prévoit à titre d’exemple que les moyens de coulissement 24 comprennent un système de vérin hydraulique comprenant un piston coulissant dans une chambre 24a, et/ou un système de ressort.
Du fait de porter un masque de réalité virtuelle 210, ce dernier U est plongé dans un environnement virtuel. Il n’a donc pas conscience qu’il fait sur place sur la plateforme 10. Par ailleurs, celui-ci porte une combinaison haptique 230 comprenant des capteurs positionnés correctement pour recueillir les informations relatives aux mouvements fournis. Ces informations seront alors envoyées à l’ordinateur 220 ; un tel ordinateur 220 comprend alors des moyens informatiques aptes à simuler le déplacement de l’utilisateur USER l dans l’environnement virtuel.
Ainsi, l’utilisateur USER l en marchant en équilibre instable sur le socle 11 et sa surface glissante l la fait du surplace dans le monde réel, mais avance dans l’environnement virtuel simulé par l’ordinateur 220 et projeté à travers le casque 210.
L’expérience utilisateur est amélioré par rapport à l’existant car l’utilisateur USER l a vraiment la sensation physique d’avancer dans l’environnement virtuel.
On comprendra ici qu’il est donc souhaitable d’avoir une surface de revêtement glissant l la offrant une bonne sensation.
Il est ainsi prévu de préférence que la surface de revêtement l la comporte une sous- couche métallique offrant une bonne robustesse, et que cette sous-couche soit recouverte d’une couche surfacique constituée au moins partiellement dans un matériau polymère du type polyéthylène (noté PE).
Le fait de combiner une sous-couche en métal et une couche surfacique dans un matériau polymère permet d’assurer une bonne stabilité au sol de la plateforme et de résister au poids et aux chocs provoqués par l’utilisateur USER l tout en assurant la fonction de glisse.
La sous-couche et la couche surfacique présente par ailleurs une bonne tenue mécanique entre elles.
L’utilisation du PE permet en outre d’utiliser n’importe quel type de chaussure.
Il est néanmoins préférable d’utiliser des chaussures dont les semelles comprennent des éléments antiadhésifs constitués au moins partiellement dans un matériau polymère thermoplastique du type polytétrafluoroéthylène. De préférence, les éléments antiadhésifs sont positionnés sous le talon et/ou sous l’avant-pied de chaque chaussure pour favoriser la glisse et la perte d’appui sur la surface l la.
Dans cet exemple, la couche surfacique présente une épaisseur sensiblement égale à 10 millimètres.
De préférence, la couche surfacique en PE forme une cuve monobloc.
Pour améliorer la stabilité au sol, la plateforme 10 comporte une base 12 de forme octogonale ou circulaire.
Dans cet exemple, on prévoit une structure support 20 se présente sous la forme d’une potence 23. Une telle potence 23 comprenant des montants 23a et 23b de part et d’autre de la plateforme permet de supporter des charges lourdes. Une telle configuration avec une potence 23 est particulièrement appréciée par exemple pour G entraînement de forces spéciales utilisant les systèmes de réalité virtuelle pour simuler des interventions dans un environnement virtuel.
La présente invention offre ainsi à l’utilisateur USER l un système 200 favorisant l’expérience du monde virtuel en améliorant l’immersion de ce dernier.
Il devra être observé que cette description détaillée porte sur un exemple de réalisation particulier de la présente invention, mais qu’en aucun cas cette description ne revêt un quelconque caractère limitatif à l’objet de l’invention ; bien au contraire, elle a pour objectif d’ôter toute éventuelle imprécision ou toute mauvaise interprétation des revendications qui suivent.
Il devra également être observé que les signes de références mis entre parenthèses dans les revendications qui suivent ne présentent en aucun cas un caractère limitatif ; ces signes ont pour seul but d’améliorer l’intelligibilité et la compréhension des revendications qui suivent ainsi que la portée de la protection recherchée.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de simulation (100) d’un déplacement sans contrainte d’un utilisateur (USER l), ledit dispositif (100) comportant :
une plateforme (10) comprenant un socle de réception (11) présentant en partie supérieure une surface de réception destinée à recevoir ledit utilisateur (USER l) ; et
- une structure support (20) surplombant ladite plateforme (10),
dans lequel ladite surface de réception comprend un revêtement glissant (1 la), et dans lequel ladite structure support (20) comporte une poutre (21) sur laquelle est monté selon une liaison pivot glissant un bras de support (22) en direction de ladite plateforme (10), ledit bras de support (22) comprenant sur une extrémité distale (22a) des moyens de fixation (22c) configurés pour fixer des moyens d’assemblage (240) d’un utilisateur (USER l) de manière à assembler solidairement ledit utilisateur (USER l) audit bras de support (22) afin que ledit utilisateur (USER l) soit en contact avec la surface de réception dudit socle de réception (11).
2. Dispositif (100) selon la revendication 1, dans lequel ledit bras de support (22) s’étend verticalement le long d’un axe vertical (A) passant par le centre (1 lb) du socle de réception (11) et sensiblement perpendiculaire audit socle de réception (11).
3. Dispositif (100) selon la revendication 2, dans lequel la liaison pivot glissant entre le bras de support (22) et la poutre (21) est configurée pour permettre au bras (22) de tourner sur lui-même autour de Taxe vertical (A) et translater le long dudit axe (A).
4. Dispositif (100) selon la revendication 3, dans lequel la liaison pivot glissant met en œuvre des moyens de coulissement (24) configurés pour garantir la translation dudit bras de support (22) par rapport à ladite poudre (21) le long de Taxe vertical (A).
5. Dispositif (100) selon la revendication 4, dans lequel les moyens de coulissement (24) comprennent :
- un système d’au moins un vérin hydraulique comprenant un piston coulissant dans une chambre (24a) ; et/ou
- un système de ressort.
6. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel ledit bras de support (22) est configuré pour que ledit utilisateur (USER l) soit placé au centre (1 lb) dudit socle de réception (11).
7. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit bras de support (22) comprend une portion déportée (22b) sensiblement en forme de U renversé.
8. Dispositif (100) selon la revendication 7, dans lequel la branche supérieure du U comprend des premiers tubes télescopiques (27a, 27b) dimensionnés pour coulisser l’un dans l’autre et des premiers moyens de réglage (26) mis en œuvre entre lesdits premiers tubes (27a, 27b) pour un réglage en profondeur dudit U permettant une adaptation du bras de support (22) au gabarit dudit utilisateur (USER l) en plaçant ledit utilisateur (USER l) au centre (1 lb) dudit socle de réception (11) et en alignant ledit utilisateur (USER l) avec l’axe vertical (A).
9. Dispositif (100) selon la revendication 8, dans lequel les premiers moyens de réglage (26) comportent une première goupille (26a) adaptée pour venir s’insérer dans une pluralité de premières perforations (26b) ménagées le long de ladite branche supérieure dudit U.
10. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel la base dudit U comprend des seconds tubes télescopiques (28a, 28b) dimensionnés pour coulisser l’un dans l’autre et des seconds moyens de réglage (25) mis en œuvre entre lesdits seconds tubes (28a, 28b) pour un réglage en hauteur dudit U permettant une adaptation du bras de support (22) à la taille dudit utilisateur (USER l).
11. Dispositif (100) selon la revendication 10, dans lequel les seconds moyens de réglage (25) comportent une seconde goupille (25a) adaptée pour venir s’insérer dans une pluralité de secondes perforations (25b) ménagées le long de ladite base dudit U.
12. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite surface de réception du socle de réception (11) est de forme incurvée.
13. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit socle de réception (11) présente un rayon de courbure compris entre 1300 à 1700 millimètres, de préférence sensiblement égal à 1500 millimètres.
14. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le revêtement glissant (l la) comprend une couche surfacique constituée au moins partiellement dans un matériau polymère.
15. Dispositif (100) selon la revendication 14, dans lequel ledit matériau polymère est du type polyéthylène.
16. Dispositif (100) selon la revendication 14 ou 15, dans lequel ladite couche surfacique présente une épaisseur supérieure ou égale à 5 millimètres, de préférence comprise entre 5 et 15 millimètres.
17. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite plateforme (10) comporte une base (12) de forme octogonale présentant en partie supérieur un réceptacle dimensionné pour recevoir ledit socle de réception (11).
18. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le socle de réception (11) présente un diamètre sensiblement compris entre 1300 à 1700 millimètres, de préférence sensiblement égal à 1500 millimètres.
19. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite structure support (20) se présente sous la forme d’une potence (23) comprenant deux montants (23a, 23b) positionnés de part et d’autre de ladite plateforme (10) pour favoriser une bonne répartition des charges dudit utilisateur (USER l).
20. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite poutre (21) s’étend dans un plan sensiblement parallèle au plan défini par la plateforme (10) et dans lequel ledit bras de support (22) s’étend sensiblement perpendiculairement audit plan de ladite poutre (21).
21. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit bras de support (22) est monté sur ladite poutre (21) par l’intermédiaire d’une pièce de liaison articulée sur ladite poudre (21) selon une liaison pivot.
22. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de fixation (22c) mis en œuvre au niveau de l’extrémité distale (22a) du bras de support (22) comprennent une platine de fixation (22c) apte à permettre une fixation des moyens d’assemblage (240) du type harnais, sangles ou gilet.
23. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, lequel comprend une pièce de liaison (22d) mise œuvre entre l’extrémité distale (22a) et les moyens de fixation (22c), ladite pièce de liaison (22d) étant montée rotative sur ladite extrémité distale (22a) de manière à permettre une rotation des moyens de fixation (22c) sur eux-mêmes par rapport à l’axe de l’extrémité distale (22a) dudit bras (22).
24. Dispositif (100) selon la revendication 23, dans lequel la pièce de liaison (22d) se présente sous la forme d’un tube (22d_l) apte à venir s’emboîter autour de l’extrémité distale (22a) du bras de support (22).
25. Dispositif (100) selon la revendication 24, dans lequel la pièce de liaison (22d) comporte à la surface dudit tube (22d_l) au moins une lumière (22d_2) formant des moyens de guidage et dans laquelle un doigt de guidage de l’extrémité distale (22a) vient se déplacer lors de la rotation des moyens de fixation (22c).
26. Dispositif (100) selon la revendication 25, dans lequel le doigt de guidage est monté sur ressort.
27. Dispositif (100) selon la revendication 25 ou 26, dans lequel ladite au moins une lumière (22d_2) s’étend longitudinalement sur une portion de la périphérie dudit tube (22d_l) de manière à ce que ladite lumière (22d_2) définisse la course dudit doigt lors de la rotation des moyens de fixation (22c) sur-eux-mêmes, chaque extrémité (El, E2) de la lumière (22d_2) définissant une butée d’arrêt dudit doigt.
28. Système de simulation (200) d’un déplacement sans contrainte d’un utilisateur (USER l) dans un environnement de réalité virtuelle, ledit système (200) comprenant :
- un dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes,
- un casque de réalité virtuelle (210), et
- un ordinateur (220) relié audit casque et comprenant des moyens informatiques pour simuler un environnement de réalité virtuelle.
29. Système (200) selon la revendication 28, lequel comprend une paire de chaussures dont les semelles comprennent des éléments antiadhésifs constitués au moins partiellement dans un matériau polymère thermoplastique.
30. Système (200) selon la revendication 29, dans lequel ledit matériau polymère thermoplastique est du type polytétrafluoroéthylène.
31. Système (200) selon la revendication 29 ou 30, dans lequel les éléments antiadhésifs sont positionnés :
- sous le talon ; et/ou
- sous l’avant-pied de chaque chaussure ; ou encore
- sur toute la surface de la semelle de chaque chaussure.
32. Système (200) selon l’une quelconque des revendications 28 à 31, lequel comprend une combinaison haptique (230) et/ou au moins un capteur de mouvement destiné à équiper ledit utilisateur (USER l) et apte à transmettre audit ordinateur (220) les informations relatives aux mouvements dudit utilisateur (USER l) afin de simuler les déplacements relatifs dudit utilisateur (USER l) dans ledit environnement de réalité virtuelle.
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