WO2022136771A1 - Interface homme-machine, notamment pour un vehicule ou pour un dispositif - Google Patents

Interface homme-machine, notamment pour un vehicule ou pour un dispositif Download PDF

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WO2022136771A1
WO2022136771A1 PCT/FR2021/052355 FR2021052355W WO2022136771A1 WO 2022136771 A1 WO2022136771 A1 WO 2022136771A1 FR 2021052355 W FR2021052355 W FR 2021052355W WO 2022136771 A1 WO2022136771 A1 WO 2022136771A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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machine interface
man
command
predefined zone
gripping element
Prior art date
Application number
PCT/FR2021/052355
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English (en)
Inventor
Yannick ATTRAZIC
Michael Nahmiyace
Albert AUPHAN
Philippe Bezivin
Etienne Zante
Original Assignee
Safran Electronics & Defense
Safran Electronics & Defense Cockpit Solutions
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Publication date
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Priority to CA3202189A priority patent/CA3202189A1/fr
Priority to US18/268,963 priority patent/US20240045462A1/en
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
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    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
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    • G05G5/005—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member for preventing unintentional use of a control mechanism
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    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G05G2009/04774—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks with additional switches or sensors on the handle

Definitions

  • TITLE Human-machine interface, in particular for a vehicle or for a device.
  • the technical field of the invention relates to man-machine interfaces and more particularly such man-machine interfaces intended to be actuated by the hand of an operator.
  • a handle is the human-machine interface element between a hand of an operator, such as a pilot, and an actuator of a vehicle or device.
  • the handle can integrate a certain number of functionalities such as, for example, the integration of buttons or the detection of the grip of the handle by the operator.
  • Such grip detection may be required for applications where it is necessary to be sure that an action on the handle is necessarily the consequence of a voluntary action by the operator.
  • buttons can be of different technologies, such as electromechanical, magnetic, etc. , and are generally reported on the handle, respectively arranged in a defined area. Their location is determined during the design of the handle. They cannot be repositioned unless you design a new handle design with different button locations.
  • the detection of the operator's hand also called “Hands On/Hands Off” in English, is conventionally carried out by means of a contactor.
  • a contactor By way of example, it may be a pallet placed in front of the handle which must be kept pulled to confirm the commands.
  • the ergonomics of the handle is relatively complex and time-consuming to develop. It is related to the shape of the handle, and to the position, shape, number and functionality of the buttons arranged on the handle. The development of the ergonomics of the handle is therefore complex and expensive.
  • the object of the invention is to propose a man-machine interface providing detection of the hand of the non-intrusive operator, of relatively simple design and allowing reconfiguration of an existing interface.
  • the subject of the invention is a man-machine interface, in particular for a vehicle or for a device, comprising at least one gripping element for the transmission of a command, or an instruction or a plurality of commands or instructions, as a function of at least one input item of information, in particular an angle of inclination or an angle of rotation of the gripping element with respect to a reference position and/or a force, an effort or a direction applied to the gripping element.
  • the human-machine interface includes
  • At least one sensor in particular a sensitive element or a matrix of sensitive elements, arranged on at least part of an outer surface of the gripping element and configured to transmit a detection signal following an action carried out by a operator on the gripping element, and
  • - Computing means configured to determine a position of at least one interaction surface between the operator and the gripping element.
  • the calculation means are also configured to determine whether the command is intentional by determining whether at least one first predefined surface is included at least partially in the interaction surface so as to authorize the transmission of the command by the human-machine interface when it is determined that the command is intentional.
  • the sensor can be of the capacitive, resistive or inductive type.
  • the man-machine interface can comprise at least one second predefined zone, distinct from the first predefined zone.
  • the calculation means are then configured to transmit the command associated with the second predefined zone if the second zone predefined is included at least partially in the interaction surface.
  • the man-machine interface may also include at least one directional switch.
  • the calculation means can then be configured to determine a leaning movement of the operator on the directional switch in at least one predefined zone as a function of an origin position and an end position of the leaning movement and to transmit a command different from the command issued during a simple press on the predefined zone.
  • the calculation means can also be configured to transmit a command associated with a simultaneous interaction on at least two predefined zones.
  • the human-machine interface may include
  • an informative layer comprising a delimitation and/or command indication associated with at least one predefined zone
  • - information feedback means in particular haptic, making it possible to warn the operator about a command associated with the predefined zone, such as an activation, an unavailability or an error linked to the command associated with the predefined zone.
  • the invention also relates to a vehicle, in particular an aircraft, a drone, a spacecraft, a construction machine, an automobile or a ship, controlled by a man-machine interface as described above.
  • FIG. 1 illustrates a first embodiment of the man-machine interface according to the invention
  • FIG. 1 illustrates a second embodiment of the man-machine interface according to the invention.
  • the man-machine interface 1 comprises at least one gripping element 10, such as a joystick or a control handle, also called “stick” or "grip” in English.
  • a gripping element 10 such as a joystick or a control handle, also called “stick” or "grip” in English.
  • the gripping element 10 is provided with at least one transducer transmitting at least one command as a function of at least one input item of information, such as, for example, an angle of inclination of the gripping element 10 by relative to a reference position, a force applied to the gripping element 10 etc.
  • the man-machine interface 1 allows an operator, such as a pilot or a driver, to transmit commands to a vehicle, in particular an aircraft, a drone, a spacecraft, a construction machine, motor vehicle, ship etc
  • a pilot or a driver to transmit commands to a tool, in particular in remote operation, in civil engineering, etc.
  • the gripping element 10 takes the form of a joystick or control stick, also called “central stick” or “command stick” in English.
  • the gripping element 10 comprises a transducer determining an angle of inclination towards the front or the rear and/or an angle of inclination towards the left or the right of the man-machine interface 1.
  • the gripping element 10 comprises a transducer determining an angle of rotation to the left or to the right and/or in a clockwise or counterclockwise direction of the man-machine interface 1.
  • the gripping element 10 can comprise a transducer determining a force exerted by the operator on the man-machine interface 1.
  • the force exerted corresponds to an intensity applied by the operator and to a direction of application of the operator on the gripping element 10, such as in particular a pull, a push, a rotation, etc.
  • the gripping element 10 has the form of a thrust control stick, also called “throttle stick” or “side stick” in English.
  • a thrust control stick is used in particular in a control system of the 3M type, acronym for hands on stick and joystick, also called “HOTAS”, acronym for “Hands on Throttle and Stick” in English.
  • the man-machine interface 1 provided with such a gripping element 10 therefore comprises a transducer determining an angle of inclination, an angle of rotation, a force, a direction of the gripping element 10 etc.
  • all or part of an outer surface of the gripping element 10 is provided with at least one sensor, in particular a sensitive element, preferably with a matrix of at least one sensor, in particular a matrix of at least one sensory element.
  • the sensor in particular the sensitive element, is designed to transmit or emit a detection signal in response to an action performed by the operator.
  • an action performed by the operator can be a support, a contact, a movement, a force applied by the operator on the sensor.
  • the action performed by the operator constitutes an interaction between the operator and the gripping element 10 captured by the sensor, in particular the sensitive element, preferably the matrix of at least one sensor, in particular the matrix of at least one sensory element.
  • the sensor can be of the capacitive, resistive or inductive type.
  • the man-machine interface 1 also comprises calculation means configured to determine a position of at least one surface of interaction between the operator and the gripping element 10, corresponding in particular to that in which the sensor emits or transmits the detection signal.
  • the calculation means are, for example, software means duly programmed to determine the position of the sensor emitting or transmitting the detection signal.
  • the position of the sensor, in particular of the sensitive element, emitting or transmitting the detection signal is determined thanks to a unique addressing of the sensor.
  • the calculation means can be physically included in the man-machine interface 1 or be remote in a computer connected to the man-machine interface 1, in particular to the matrix of sensors or sensitive elements and to the gripping element 10.
  • the calculation means can also be configured to determine whether the command transmitted, respectively the commands transmitted, is intentional or accidental. Indeed, the gripping element 10 can be touched without actually being grasped. This is, for example, the case during an erroneous movement by the operator, without the latter intending to generate a command.
  • the man-machine interface 1, in particular the gripping element 10, comprises at least a first predefined zone 11.
  • the first predefined zone 11 makes it possible to determine whether an organ of the operator favors a hand of the operator, is placed on the gripping element 10 in an interaction surface.
  • the calculation means compare the position of the surface for interaction with the operator with the position of the first predefined zone 11. According to the invention, it is determined whether an overlap, at least partial, of the first predefined surface 11 is achieved by the surface for interaction with the operator.
  • the man-machine interface 1 thus makes it possible to discriminate between a handling error and an intentional command so as to ensure the operating safety of the vehicle or of the controlled device. In other words, it is possible to determine transparently for the operator whether a command entered via the man-machine interface 1 is a voluntary command or a handling error. If the command is intentional or voluntary, the calculation means authorize the transmission of commands by the man-machine interface 1 . Depending on the field of use of the man-machine interface 1 , the voluntary command detection condition may be limited to certain commands of the man-machine interface 1.
  • the first predefined zone 11 is generally the part of the man-machine interface 1 in contact with the palm of the operator's hand.
  • a gripping element 10 of the handle or joystick type it is generally a base of the gripping element 10 on which the palm of the operator's hand is pressed. It can be supplemented by lateral support zones and/or opposing zones.
  • a gripping element 10 of the thrust control stick type it is generally an upper part of the gripping element 10 on which the palm of the operator's hand rests.
  • the man-machine interface 1, in particular the gripping element 10, may comprise at least one second predefined zone 12a, in particular two second predefined zones 12a and 12b.
  • the second predefined zone 12a respectively the second predefined zone 12b, allows the execution of commands associated with traditional buttons, switches or contactors.
  • buttons, switches or contactors can thus be accomplished virtually by determining a contact and/or a press on the second predefined zone 12a, respectively the second predefined zone 12b.
  • the second predefined zone 12a is distinct from the first predefined zone 11 participating in the operator's hand detection function.
  • the calculation means of the human-machine interface 1 can also be configured to determine whether the second predefined zone 12a, respectively the second predefined zone 12b, of the human interface -machine 1 is included, at least partially, in the interaction surface with the operator.
  • the calculation means compare the position of the surface in contact with the operator with a position of the second predefined zone 12a, respectively the second predefined zone 12b.
  • the calculation means then issue or transmit the command associated with the second predefined zone 12a, respectively with the second predefined zone 12b, the position of which is comprised at least partially in the surface of interaction with the operator.
  • the emission and/or the transmission of the command associated with the second predefined zone 12a, respectively with the second predefined zone 12b is carried out in a manner similar to that of pressing a button, a switch or a traditional contactor d a classic command interface.
  • the man-machine interface 1 can also comprise at least one directional switch determining a direction and/or an amplitude of a supported movement of the operator according to an origin position, an end position of the movement pressed and the position of the predefined zone.
  • the directional switch may be a two-position type such as a switch, four-position, or multi-directional.
  • the directional switch is associated with the second predefined zone 12a, respectively the second predefined zone 12b, and/or the second predefined zones 12a and 12b.
  • FIGS. 1 and 2 illustrate embodiments comprising two second predefined zones 12a and 12b, which can be associated respectively with different contactors and/or with separate commands.
  • the man-machine interface 1 comprises at least one informative layer making it possible to inform the operator of the position and/or of the command associated with at least one predefined zone, such as the first predefined zone 11, the second predefined zone 12a, respectively the second predefined zone 12b, and/or the second predefined zones 12a and 12b.
  • Such an informative layer can comprise an indication, in particular graphical, of the delimitation of the predefined zone and/or of the command associated with the predefined zone.
  • the man-machine interface 1 can also comprise means for illuminating at least one predefined zone allowing a setting highlighting and/or visual feedback related to the order, availability and/or order activation.
  • the lighting means can be light-emitting diodes. They can then advantageously be combined with a liquid crystal layer. According to this particular configuration, it is then possible to combine the lighting function and the information function of the informative layer.
  • self-emissive devices for example of the OLED type, an acronym for “Organic Light-Emitting Diode” in English, can be used to combine the lighting function and the information function in a single layer.
  • the man-machine interface 1 can comprise information feedback means, in particular haptic information feedback means.
  • the information feedback means allow the operator to be warned about the command associated with the predefined zone.
  • the information feedback means make it possible in particular to inform the operator of an activation, an unavailability or an error linked to the command associated with the predefined zone.
  • a feedback in particular a haptic feedback, can be limited to the second predefined zone 12a, respectively the second predefined zone 12b, or associated with all or part of the man-machine interface 1, in particular of the gripping element 10.
  • the first predefined zone 11 and the second predefined zone 12a, respectively the second predefined zone 12b, are defined decorrelated from a physical structure of the gripping element 10 of the man-machine interface 1. Consequently, the position of the first predefined zone 11 and of the second predefined zone 12a, respectively the second predefined zone 12b, can be modified according to the device or the vehicle to which the man-machine interface 1 is connected, or be modified during operation depending on external parameters.
  • the commands of the man-machine interface 1 can change according to the flight phase of an aircraft, so as to give priority to access to the commands relevant to the flight phase considered.

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Abstract

L'invention est propre à une interface homme-machine (1), notamment pour un véhicule ou pour un dispositif, comprenant au moins un élément de préhension (10) comprenant au moins un transducteur transmettant une commande en fonction d'au moins une information d'entrée. L'interface homme-machine (1) comprend au moins un capteur et des moyens de calcul configurés pour déterminer une position d'au moins une surface d'interaction entre un opérateur et l'élément de préhension, les moyens de calcul étant également configurés pour déterminer si la commande est intentionnelle en déterminant si au moins une première surface prédéfinie est comprise au moins partiellement dans la surface d'interaction, de sorte à autoriser la transmission de la commande par l'interface homme-machine lorsqu'il est déterminé que la commande est intentionnelle.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Interface homme-machine, notamment pour un véhicule ou pour un dispositif.
Domaine technique
L ’invention a pour domaine technique les interfaces homme- machine et plus particulièrement de telles interfaces homme-machine destinées à être actionnées par la main d’un opérateur.
Etat de la technique antérieure
Une poignée constitue l’élément d’interface homme-machine entre une main d’un opérateur, tel qu’un pilote, et un actionneur d’un véhicule ou d’un dispositif. La poignée peut intégrer un certain nombre de fonctionnalités comme, par exemple, l’intégration de boutons ou la détection de la prise en main de la poignée par l’opérateur.
Une telle détection de prise en main peut être requise pour des applications où il est nécessaire d’être sûr qu’une action sur la poignée est nécessairement la conséquence d’une action volontaire de l’opérateur.
Les boutons peuvent être de différentes technologies, tels que électromécaniques, magnétiques, etc. , et sont généralement rapportés sur la poignée, respectivement agencés dans une zone définie. Leur emplacement est déterminé lors de la conception de la poignée. Ils ne peuvent être repositionnés à moins de concevoir un nouveau design de poignée avec des emplacements de boutons différents.
La détection de la main de l’opérateur, également dénommée « Hands On / Hands Off » en anglais, est classiquement réalisée par le biais d’un contacteur. A titre d’ exemple, il peut s ’agir d’une palette disposée devant la poignée qui doit être maintenue tirée pour valider les commandes.
Les techniques actuellement mises en œuvre sont essentiellement intrusives car elles nécessitent une prise en main particulière par l’opérateur, imposant ainsi l’ ergonomie de la poignée.
Par ailleurs, l’ ergonomie de la poignée est relativement complexe et longue à mettre au point. Elle est liée à la forme de la poignée, et à la position, à la forme, au nombre et aux fonctionnalités des boutons disposés sur la poignée. La mise au point de l’ ergonomie de la poignée est par conséquent complexe et coûteuse.
De l’ état de la technique antérieure, on connait un dispositif d’ application d’ effort pour un mini-manche actif. La demande de brevet Erançais 3 086 076 décrit les principaux éléments d’un mini-manche de commande d’un aéronef découplé des actionneurs de l’ aéronef, selon la technologie de commandes de vol électriques, également dénommée par l’ acronyme « EBW » pour « Ely-by-Wire » en anglais. Un tel minimanche de commandes de vol électriques d’un aéronef est muni de moyens de retour de force pour émuler les efforts ressentis par le pilote lors de l’ emploi d’un mini-manche similaire mais directement couplé aux actionneurs de l’ aéronef.
On connait également la demande de brevet Français 3 086 079 décrivant un dispositif tactile multipoint à détection capacitive. Ce document divulgue les principaux éléments d’un dispositif de détection d’ appuis et de la position de tels appuis par rapport à une matrice d’ éléments capacitifs et du signal émis par chacun des éléments capacitifs.
Exposé de l’invention
Au vu de ce qui précède, le but de l’invention est de proposer une interface homme-machine assurant une détection de la main de l’opérateur non intrusive, de conception relativement simple et permettant une reconfiguration d’une interface existante.
L ’invention a pour objet une interface homme-machine, notamment pour un véhicule ou pour un dispositif, comprenant au moins un élément de préhension pour la transmission d’une commande, ou d’une instruction ou d’une pluralité de commandes ou d’instructions, en fonction d’au moins une information d’ entrée, notamment un angle d’inclinaison ou un angle de rotation de l’ élément de préhension par rapport à une position de référence et/ou une force, un effort ou une direction appliquée à l’ élément de préhension.
L ’interface homme-machine comprend
- au moins un capteur, notamment un élément sensitif ou une matrice d’ éléments sensitifs, disposé sur au moins une partie d’une surface extérieure de l’ élément de préhension et configuré pour transmettre un signal de détection suite à une action réalisée par un opérateur sur l’ élément de préhension, et
- des moyens de calcul configurés pour déterminer une position d’ au moins une surface d’interaction entre l’opérateur et l’ élément de préhension.
Selon l’invention, les moyens de calcul sont également configurés pour déterminer si la commande est intentionnelle en déterminant si au moins une première surface prédéfinie est comprise au moins partiellement dans la surface d’interaction de sorte à autoriser la transmission de la commande par l ’interface homme-machine lorsqu’il est déterminé que la commande est intentionnelle.
Le capteur peut être de type capacitif, résistif ou inductif.
Par ailleurs, l’interface homme-machine peut comprendre au moins une deuxième zone prédéfinie, distincte de la première zone prédéfinie. Les moyens de calcul sont alors configurés pour transmettre la commande associée à la deuxième zone prédéfinie si la deuxième zone prédéfinie est comprise au moins partiellement dans la surface d’interaction.
L ’interface homme-machine peut également comprendre au moins un contacteur directionnel. Les moyens de calcul peuvent alors être configurés pour déterminer un mouvement appuyé de l’opérateur sur le contacteur directionnel dans au moins une zone prédéfinie en fonction d’une position d’origine et d’une position de fin du mouvement appuyé et pour transmettre une commande différente de la commande émise lors d’un appui simple sur la zone prédéfinie.
Les moyens de calcul peuvent être également configurés pour transmettre une commande associée à une interaction simultanée sur au moins deux zones prédéfinies.
L ’interface homme-machine peut comprendre
- une couche informative comprenant une indication de délimitation et/ou de commande associée à au moins une zone prédéfinie ;
- des moyens d’ éclairage d’ au moins une zone prédéfinie ; et/ou
- des moyens de retour d’informations, notamment haptique, permettant de prévenir l’opérateur sur une commande associée à la zone prédéfinie, telle qu’une activation, une indisponibilité ou une erreur liée à la commande associée à la zone prédéfinie.
L ’invention a également pour objet un véhicule, notamment un aéronef, un drone, un engin spatial, un engin de chantier, une automobile ou un navire, commandé par une interface homme-machine telle que décrite ci-dessus.
Bien entendu les différentes caractéristiques, variantes et/ou formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
Brève description des dessins L ’invention sera mieux comprise et d’ autres caractéristiques et avantages apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation donnés à titre illustratif en référence avec les figures annexées, présentés à titre d’ exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de l’invention et l’ exposé de sa réalisation et, le cas échéant, contribuer à sa définition, sur lesquelles :
■ [Fig 1 ] illustre un premier mode de réalisation de l’interface homme-machine selon l’invention, et
- [Fig 2] illustre un deuxième mode de réalisation de l’interface homme-machine selon l ’invention.
Description détaillée
Il est à noter que, sur les figures, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références. Ainsi, sauf mention contraire, de tels éléments disposent de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.
L ’interface homme-machine 1 selon l’invention comprend au moins un élément de préhension 10, tel qu’un manche à balai ou une poignée de commande, également dénommé « stick » ou « grip » en anglais.
L ’ élément de préhension 10 est muni d’ au moins un transducteur transmettant au moins une commande en fonction d’ au moins une information d’ entrée, tel que, par exemple, un angle d’inclinaison de l’ élément de préhension 10 par rapport à une position de référence, une force appliquée sur l’ élément de préhension 10 etc.
L ’interface homme-machine 1 permet à un opérateur, tel qu’un pilote ou un conducteur, de transmettre des commandes à un véhicule, en particulier un aéronef, un drone, un engin spatial, un engin de chantier, véhicule automobile, navire etc. En complément ou alternativement, l’interface homme-machine 1 permet à un opérateur, tel qu’un pilote ou un conducteur, de transmettre des commandes à un outil, notamment en télé-opération, en génie civil ...
Dans un premier mode de réalisation illustré sur la figure 1 , l’ élément de préhension 10 prend la forme d’un joystick ou manche de commande, également dénommé « central stick » ou « command stick » en anglais. L ’ élément de préhension 10 comprend un transducteur déterminant un angle d’inclinaison vers l’ avant ou l’ arrière et/ou un angle d’inclinaison vers la gauche ou la droite de l’interface homme- machine 1.
Dans un mode particulier de réalisation complémentaire ou alternatif, l’ élément de préhension 10 comprend un transducteur déterminant un angle de rotation vers la gauche ou vers la droite et/ou dans une direction horaire ou antihoraire de l’interface homme-machine 1.
De plus, l’ élément de préhension 10 peut comprendre un transducteur déterminant une force exercée par l’opérateur sur l’interface homme-machine 1. La force exercée correspond à une intensité appliquée par l’opérateur et à une direction d’ application de l’opérateur sur l’ élément de préhension 10, telle que notamment une traction, une poussée, une rotation...
Dans un deuxième mode de réalisation illustré sur la figure 2, l’ élément de préhension 10 a la forme d’un manche de commande de poussée, également dénommé « throttle stick » ou « side stick » en anglais. Un tel manche de commande de poussée est notamment utilisé dans un système de commande de type 3M, acronyme pour mains sur manche et manette, également dénommé « HOTAS », acronyme pour « Hands on Throttle and Stick » en anglais.
L ’interface homme-machine 1 munie d’un tel élément de préhension 10 comprend donc un transducteur déterminant un angle d’inclinaison, un angle de rotation, une force, une direction de l’ élément de préhension 10 etc.
Selon l’invention, toute ou partie d’une surface extérieure de l’ élément de préhension 10 est munie d’au moins un capteur, en particulier un élément sensitif, préférentiellement d’une matrice d’ au moins un capteur, notamment une matrice d’ au moins un élément sensitif.
Le capteur, en particulier l’ élément sensitif, est conçu pour transmettre ou émettre, un signal de détection en réponse à une action réalisée par l’opérateur. Une telle action réalisée par l’opérateur peut être un appui, un contact, un mouvement, une force appliquée par l’opérateur sur le capteur. Plus généralement, l’action réalisée par l’opérateur constitue une interaction entre l’opérateur et l’ élément de préhension 10 saisie par le capteur, notamment l’ élément sensitif, préférentiellement la matrice d’ au moins un capteur, notamment la matrice d’au moins un élément sensitif.
Le capteur peut être de type capacitif, résistif ou inductif.
L ’interface homme-machine 1 comprend également des moyens de calcul configurés pour déterminer une position d’ au moins une surface d’interaction entre l’opérateur et l’ élément de préhension 10, correspondant notamment à celle dans laquelle le capteur émet ou transmet le signal de détection.
Les moyens de calculs sont, par exemple, des moyens logiciels dûment programmés pour déterminer la position du capteur émettant ou transmettant le signal de détection.
La position du capteur, en particulier de l’ élément sensitif, émettant ou transmettant le signal de détection est déterminée grâce à un adressage unique du capteur.
Les moyens de calcul peuvent être compris physiquement dans l’interface homme-machine 1 ou être déportés dans un calculateur relié à l’interface homme-machine 1 , en particulier à la matrice de capteurs ou d’ éléments sensitifs et à l’ élément de préhension 10.
Les moyens de calcul peuvent également être configurés pour déterminer si la commande transmise, respectivement les commandes transmises, est intentionnelle ou accidentelle. En effet, l’ élément de préhension 10 peut être touché sans réellement être saisi. Ceci est, par exemple, le cas lors d’un mouvement erroné de l’opérateur, sans que ce dernier n’ ait l’intention de générer une commande.
A cet effet, l’interface homme-machine 1 , notamment l’ élément de préhension 10, comporte au moins une première zone prédéfinie 1 1. La première zone prédéfinie 1 1 permet de déterminer si un organe de l’opérateur, avantagent une main de l’opérateur, est posée sur l’ élément de préhension 10 dans une surface d’interaction.
En particulier, en fonction d’une position de la surface d’interaction avec l’opérateur et d’une position de la première zone prédéfinie 1 1 , les moyens de calcul comparent la position de la surface d’interaction avec l’opérateur avec la position de la première zone prédéfinie 1 1. Selon l’invention, il est déterminé si un recouvrement, au moins partiel, de la première surface prédéfinie 1 1 est réalisé par la surface d’interaction avec l’opérateur.
L ’interface homme-machine 1 permet ainsi de discriminer entre une erreur de manipulation et une commande intentionnelle de sorte à assurer la sécurité de fonctionnement du véhicule ou du dispositif commandé. En d’ autres termes, il est possible de déterminer de façon transparente pour l’opérateur si une commande engagée par l’intermédiaire de l’interface homme-machine 1 est une commande volontaire ou une erreur de manipulation. Si la commande est intentionnelle ou volontaire, les moyens de calcul autorisent la transmission de commandes par l’interface homme-machine 1 . Selon le domaine d’utilisation de l’interface homme-machine 1 , la condition de détection de commande volontaire peut être limitée à certaines commandes de l’interface homme-machine 1.
Dans un mode de réalisation particulier, la première zone prédéfinie 1 1 est généralement la partie de l’interface homme-machine 1 en contact avec une paume de la main de l’opérateur.
Pour un élément de préhension 10 de type poignée ou joystick, il s’ agit généralement d’une base de l’ élément de préhension 10 sur laquelle est appuyée la paume de la main de l’opérateur. Elle peut être complétée par des zones d’ appui latéral et/ou des zones d’opposées.
Pour un élément de préhension 10 de type manche de commande de poussée, il s ’ agit généralement d’une partie supérieure de l’ élément de préhension 10 sur laquelle repose la paume de la main de l’opérateur.
Ainsi agencé, une fonction de détection de la main de l’opérateur est ainsi réalisée.
L ’interface homme-machine 1 , notamment l’ élément de préhension 10, peut comporter au moins une deuxième zone prédéfinie 12a, notamment deux deuxièmes zones prédéfinie 12a et 12b.
La deuxième zone prédéfinie 12a, respectivement la deuxième zone prédéfinie 12b, permet la réalisation de commande associée à des boutons, des commutateurs ou des contacteurs traditionnels.
La réalisation d’une commande traditionnellement associée à des boutons, des commutateurs ou des contacteurs peut être ainsi accomplie de façon virtuelle en déterminant un contact et/ou un appui sur la deuxième zone prédéfinie 12a, respectivement la deuxième zone prédéfinie 12b.
Avantageusement, la deuxième zone prédéfinie 12a, respectivement la deuxième zone prédéfinie 12b, est distincte de la première zone prédéfinie 1 1 participant à la fonction de détection de la main de l’opérateur. Pour réaliser une commande traditionnellement associée à des boutons et des commutateurs, les moyens de calcul de l’interface homme-machine 1 peuvent également être configurés pour déterminer si la deuxième zone prédéfinie 12a, respectivement la deuxième zone prédéfinie 12b, de l’interface homme-machine 1 est comprise, au moins partiellement, dans la surface d’interaction avec l’opérateur.
A cet effet, les moyens de calcul comparent la position de la surface en contact avec l’opérateur avec une position de la deuxième zone prédéfinie 12a, respectivement la deuxième zone prédéfinie 12b.
Selon l’invention, il est déterminé si un recouvrement, au moins partiel, de la deuxième zone prédéfinie 12a, respectivement la deuxième zone prédéfinie 12b, est réalisé par la surface d’interaction avec l’opérateur.
S ’il résulte qu’un tel recouvrement est réalisé, les moyens de calcul émettent ou transmettent alors la commande associée à la deuxième zone prédéfinie 12a, respectivement à la deuxième zone prédéfinie 12b, dont la position est comprise au moins partiellement dans la surface d’interaction avec l’opérateur.
Ainsi, l’ émission et/ou la transmission de la commande associée à la deuxième zone prédéfinie 12a, respectivement à la deuxième zone prédéfinie 12b, est réalisée de façon similaire celle d’un appui sur un bouton, un commutateur ou un contacteur traditionnel d’une interface de commande classique.
Il est possible de définir plusieurs contacteurs virtuels sur l’ élément de préhension 10 de l’interface homme-machine 1 , ainsi que plusieurs types de contacteurs. Il est également possible de déterminer s’ils sont actionnés.
Différents types de contacteurs virtuels peuvent être définis, comme des poussoirs, des interrupteurs à deux positions, des contacteurs à quatre directions ou des contacteurs analogiques multidirectionnels. L ’interface homme-machine 1 peut également comprendre au moins un contacteur directionnel déterminant une direction et/ou une amplitude d’un mouvement appuyé de l’opérateur en fonction d’une position d’origine, d’une position de fin du mouvement appuyé et de la position de la zone prédéfinie. Le contacteur directionnel peut être de type à deux positions tel qu’un interrupteur, à quatre positions ou multidirectionnel.
Avantageusement, le contacteur directionnel est associé à la deuxième zone prédéfinie 12a, respectivement la deuxième zone prédéfinie 12b, et/ou les deuxièmes zones prédéfinies 12a et 12b.
Les figures 1 et 2 illustrent de modes de réalisation comportant deux deuxièmes zones prédéfinies 12a et 12b, pouvant être associées respectivement à des contacteurs différents et/ou à des commandes distinctes.
Il est également possible de transmettre ou d’ émettre une commande associée à interaction simultanée, notamment un appui simultané, sur au moins deux zones prédéfinies de l’interface homme- machine 1 , telles que la première zone prédéfinie 1 1 , la deuxième zone prédéfinie 12a, respectivement la deuxième zone prédéfinie 12b, et/ou les deuxièmes zones prédéfinies 12a et 12b .
Dans un autre mode de réalisation, l ’interface homme-machine 1 comprend au moins une couche informative permettant d’informer l’opérateur de la position et/ou de la commande associée à au moins une zone prédéfinie, telle que la première zone prédéfinie 1 1 , la deuxième zone prédéfinie 12a, respectivement la deuxième zone prédéfinie 12b, et/ou les deuxièmes zones prédéfinies 12a et 12b.
Une telle couche informative peut comprendre une indication, notamment graphique, de délimitation de la zone prédéfinie et/ou de commande associée à la zone prédéfinie.
L ’interface homme-machine 1 peut également comprendre des moyens d’ éclairage d’ au moins une zone prédéfinie permettant une mise en évidence et/ou un retour d’information visuelle lié à la commande, une disponibilité et/ou une activation de la commande.
Dans un cas particulier, les moyens d’ éclairage peuvent être des diodes électroluminescentes. On peut alors avantageusement les combiner à une couche à cristaux liquides. Selon cette configuration particulière, il est alors possible de combiner la fonction d’ éclairage et la fonction d’information de la couche informative.
Alternativement, des dispositifs auto-émissifs, par exemple de type OLED, acronyme pour « Organic Light-Emitting Diode » en anglais, peuvent être employés pour combiner la fonction d’ éclairage et la fonction d’information dans une seule couche.
Par ailleurs, l’interface homme-machine 1 peut comprendre des moyens de retour d’informations, notamment des moyens de retour d’information haptique. Les moyens de retour d’informations permettent de prévenir l’opérateur sur la commande associée à la zone prédéfinie.
Les moyens de retour d’informations permettent notamment d’informer l’opérateur sur une activation, une indisponibilité ou une erreur liée à la commande associée à la zone prédéfinie.
Un retour d’information, notamment un retour d’information haptique, peut être limité à la deuxième zone prédéfinie 12a, respectivement la deuxième zone prédéfinie 12b, ou associée à toute ou partie de l’interface homme-machine 1 , notamment de l’ élément de préhension 10.
La première zone prédéfinie 1 1 et la deuxième zone prédéfinies 12a, respectivement la deuxième zone prédéfinie 12b, sont définies de façon décorrélée d’une structure physique de l’ élément de préhension 10 de l’interface homme-machine 1. En conséquence, la position de la première zone prédéfinie 1 1 et de la deuxième zone prédéfinies 12a, respectivement la deuxième zone prédéfinie 12b, peut être modifiée en fonction du dispositif ou du véhicule auquel l’interface homme-machine 1 est connectée, ou être modifiée en cours de fonctionnement en fonction de paramètres extérieurs.
Par exemple, les commandes de l’interface homme-machine 1 peuvent changer en fonction de la phase de vol d’un aéronef, de sorte à rendre prioritaire l’ accès aux commandes pertinentes pour la phase de vol considérée.
Différents modes de réalisation ont été décrits ci-dessus de façon indépendante. Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. On comprendra néanmoins qu’ils peuvent être employés séparément ou combinés ensemble en fonction de l’utilisation envisagée de l’interface homme-machine 1 . L ’invention englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de l ’invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association.

Claims

REVENDICATIONS
1. Interface homme-machine (1 ), notamment pour un véhicule ou pour un dispositif, comprenant au moins un élément de préhension ( 10) pour la transmission d’une commande en fonction d’ au moins une information d’ entrée, notamment un angle d’inclinaison ou un angle de rotation de l’ élément de préhension ( 10) par rapport à une position de référence et/ou une force, un effort ou une direction appliquée à l’ élément de préhension ( 10), caractérisée en ce qu’ elle comprend :
- au moins un capteur, notamment une matrice d’ éléments sensitifs, disposé sur au moins une partie d’une surface extérieure de l’ élément de préhension ( 10) et configuré pour transmettre un signal de détection suite à une action réalisée par un opérateur sur l’ élément de préhension ( 10), et
- des moyens de calcul configurés pour déterminer une position d’ au moins une surface d’interaction entre l’opérateur et l’ élément de préhension ( 10), les moyens de calcul étant également configurés pour déterminer si la commande est intentionnelle en déterminant si au moins une première surface prédéfinie ( 1 1 ) est comprise au moins partiellement dans la surface d’interaction, de sorte à autoriser la transmission de la commande par l’interface homme-machine (1 ) lorsqu’il est déterminé que la commande est intentionnelle.
2. Interface homme-machine ( 1 ) selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le capteur est de type capacitif, résistif ou inductif.
3. Interface homme-machine (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’ elle comprend au moins une deuxième zone prédéfinie ( 12a, 12b) distincte de la première zone prédéfinie ( 1 1 ), et en ce que les moyens de calcul sont configurés pour transmettre la commande associée à la deuxième zone prédéfinie ( 12a, 12b) si la deuxième zone prédéfinie ( 12a, 12b) est comprise au moins partiellement dans la surface d’interaction.
4. Interface homme-machine (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’ elle comprend au moins un contacteur directionnel, et en ce que les moyens de calcul sont configurés pour déterminer un mouvement appuyé de l’opérateur sur le contacteur directionnel dans au moins une zone prédéfinie ( 1 1 , 12a, 12b) en fonction d’une position d’origine, d’une position de fin du mouvement appuyé et pour transmettre une commande différente de la commande émise lors d’un appui simple sur la zone prédéfinie ( 1 1 , 12a, 12b).
5. Interface homme-machine (1 ) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les moyens de calcul sont configurés pour transmettre une commande associée à une interaction simultanée sur au moins deux zones prédéfinies ( 1 1 , 12a, 12b).
6. Interface homme-machine (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’ elle comprend au moins une couche informative comprenant une indication de délimitation et/ou de commande associée à au moins une zone prédéfinie ( 1 1 , 12a, 12b).
7. Interface homme-machine (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’ elle comprend des moyens d’ éclairage d’ au moins une zone prédéfinie (1 1 , 12a, 12b).
8. Interface homme-machine (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’ elle comprend des moyens de retour d’informations permettant de prévenir l’opérateur sur une commande associée à la zone prédéfinie ( 1 1 , 12a, 12b).
9. Véhicule, notamment un aéronef, un drone, un engin spatial, un engin de chantier, une automobile ou un navire, commandé par une 16 interface homme-machine (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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